Задача стоит весьма непростая – за счет улучшения формы самолета добиться такого его обтекания встречным потоком воздуха, чтобы образующиеся при сверхзвуковой скорости скачки уплотнения и волны разрежения взаимно погашались. Это позволило бы существенно снизить шум на местности, который вызывает такой самолет – явление «звукового удара» оказывает вредное воздействие на животных, на людей с гипертоническими и нервными заболеваниями, а на малых высотах – даже на сооружения. Потому Программа изначально была названа QSP – Quiet Supersonic Platform или «Тихая сверхзвуковая платформа». Она была начата на 2000 году под шефством DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) – Агентства перспективных оборонных исследовательских проектов МО США в рамках поиска технического облика бомбардировщиком VI поколения. Однако по финансовым причинам Пентагон для привлечения частных инвестиций, необходимых для дорогостоящего этапа предварительных научных исследований согласился предоставить эти наработки и для гражданского использования. В частности, этим заинтересовались создатели специальных самолетов бизнес-класса.

 

«Тихая сверхзвуковая технология» (Quiet Supersonic Technology, однако используется аббревиатура QueSST, намекающая на поисковый характер работ) должна обеспечить такое обтекание самолета, при котором прирост давления за скачком уплотнения (это так называемая ударная волна, которая образуется, когда скорость потока относительно объекта достигает звуковой) не должен превышать 2000 Па. Напомним, нормальное атмосферное давление на уровне моря равно 101325 Па, то есть «удар» составит лишь 2% от этой величины и будет практически не ощутим на местности.

 

В то же время как показывает опыт эксплуатации сверхзвуковых пассажирских самолетов Ту-144 и «Конкорд», проблема не в этом. Жалобы населения вызывали в абсолютном большинстве случаев не они, а военные самолеты, летавшие на сверхзвуке на малых высотах. Пассажирские лайнеры выходили на сверхзвук на большой высоте, где расход топлива снижается, и их звуковой удар слышался тише, чем гром во время грозы средней силы.

 

Проблема Ту-144 и «Конкорда» заключалась в другом: их эксплуатация была слишком дорога и служила скорее рекламой для авиакомпании, чем источником прямой прибыли. Это и предопределило в конечном счете повсеместный отказ от сверхзвуковых авиалайнеров. Но большой бизнес вот уже полвека высказывает крайнюю заинтересованность в таком самолете. Действительно, время делового человека – это его деньги.

 

Такой проект С-21, например, с 1989 года делало ОКБ имени Сухого совместно с компанией Gulfstream – ведущим разработчиком бизнес-джетов в США. Он реализован не был, однако задел оказался существенным.

Модель самолета Сухой – «Гольфстрим» С-21 SSBJ (Supersonic Business Jet) – 1990 г.
Модель самолета Сухой – «Гольфстрим» С-21 SSBJ (Supersonic Business Jet) – 1990 г.
Фото: testpilot.ru

Одной из причин, прекращения работ по проекту С-21 оставались финансы – это были не только вопросы стоимости разработки, испытаний и серийного производства такого самолета, но и эксплуатационные затраты. В начале 90-х годов начали резко расти цены на нефть, искусственно сдерживавшиеся американцами все предыдущее десятилетие. Авиационный керосин стремительно дорожал, и топливная эффективность самолетов становилась одним из обстоятельств, определяющих успех любого нового проекта.

 

Так вот: падение интенсивности ударной волны в сверхзвуковом полете не столько снижает шум, сколько уменьшает аэродинамическое сопротивление. А это позволяет уменьшить крейсерскую тягу двигателей, не жертвуя скоростью, и соответственно жечь меньше керосина.

 

Итак, как же будет выглядеть «тихий бизнес-джет»?

 

Компания «Локхид-Мартин» распространила изображения этого самолета, в котором отчетливо угадываются черты С-21, а также проектов сверхзвуковых бомбардировщиков, которые были выполнены в СССР В.М. Мясищевым много лет назад. В частности, вновь вернулись к концепции основного горизонтального оперения, установленного на уровне крыла, которое играет на взлете и посадке роль «отсоединенного закрылка», как на Су-27, и дополнительного ГО, установленного высоко на киле. Последнее гарантировано не попадает в зону возмущенного крылом потока и сохранит свою эффективность на всех допустимых углах атаки и даже на закритических режимах.

Опубликованный корпорацией «Локхид – Мартин» официальный рисунок нового бизнес-джета, рассчитанного на крейсерский полет на высоте 16 км со скоростью, в 1,4 раза превышающей звуковую
Опубликованный корпорацией «Локхид – Мартин» официальный рисунок нового бизнес-джета, рассчитанного на крейсерский полет на высоте 16 км со скоростью, в 1,4 раза превышающей звуковую
Фото: Lockheed Martin

Проектирование самолета ведет главное конструкторское бюро фирмы «Локхид» – так называемый филиал Skunk Works, в активе которого такие машины, как SR-71 «Блек Бёрд», F-117 «Найтхок» и F-22 «Раптор», а экспериментальную часть работ выполняют лаборатории NASA. При этом широко используются такие традиционные исследовательские инструменты, как аэродинамическая труба.

 

 

Хотя сейчас существует мнение, что аэродинамический расчет самолета может вести компьютер, без традиционных продувок в аэродинамических трубах обойтись все еще невозможно. Это касается как сверхзвукового полета, так и  взлета, посадки, набора высоты, снижения и других маневров, которые выполняет самолет. Исследованию подвергаются разные его конфигурации. Например, самолет с выпущенными закрылками, шасси и полностью открытыми нишами его стоек – пока обсчитать это не в состоянии ни один суперкомпьютер, поскольку форма их далека от идеальной, и вызывает труднопредсказуемые возмущения потока. Также есть те режимы, в которые он входить не должен, но может попасть в них в силу обстоятельств – плохой погоды, отказа техники или ошибки пилота. Они также будут исследованы. Наконец, сами пакеты программного обеспечения все еще не на 100% верны – ошибки у компьютера все еще бывают чаще, чем в трубных опытах.

 

Пока для продувок используется модель в масштабе 1:10, но далее будут построены и более крупные – чем ближе к натуральному размеру, тем точнее результат.

 

Сообщается, что уже в 2020 году мы сможем увидеть и летный образец – если «нормальный полет» программы не прервет очередной финансовый кризис. Но с учетом типовых сроков выполнения подобных проектов, на мой взгляд, это чересчур оптимистичное заявление. Помнится, дату презентации «живого» QST уже назначали – на 2016 год. Ну и где?

 

Такая работа требует средств и времени. Не исключено, что в облик самолета придется вносить существенные изменения – по результатам тех же продувок, например. Достаточно вспомнить первые прорисовки того же F-22 и сравнить их с тем, что получилось «в металле». Сейчас ведутся только предварительные работы и, возможно, самолет будет выглядеть совсем не так. Может быть, он будет таким, как на этом видео