NASA хочет построить новую серию X-самолетов для повышения эффективности использования топлива и снижения уровня шума и загрязнения от коммерческих самолетов. Спустя несколько лет сокращения бюджетов на исследования в области аэронавтики, NASA будет выбивать существенное их увеличение в грядущий финансовый год и далее. Администратор агентства Чарльз Болдер немного прояснил планы агентства.

Предложенное увеличение бюджета на 3,7 миллиарда долларов в течение следующего десятилетия позволит NASA провести значительную работу над улучшением дозвукового и сверхзвукового полета. В одном из интервью Джейвон Шин, ассоциированный администратор Директората по миссиям аэронавтских исследований NASA, рассказал ресурсу Ars Technica, что агентство работает с промышленными и научными партнерами, исследуя несколько «революционных» технологий. Чтобы сделать следующий шаг и начать летные испытания этих идей, NASA нужно построить Х-самолеты следующего поколения. А это стоит денег.

Шин рассказал, что фаза проектирования и сборки потребует от четырех до пяти лет, после чего самолеты будут испытываться в Центре исследования полетов Армстронга в Калифорнии и Исследовательском центре Лэнгли в Вирджинии. В случае успеха эти концепции могут в течение десяти лет включиться в коммерческие самолеты, а за счет экономии топлива, сокращения шума и выбросов сэкономят авиационной промышленности порядка 255 миллиардов долларов за 25 лет, по оценкам NASA.

Вот несколько идей, о которых рассказал Шин.

Дозвуковой полет

Один из самых интригующих концептов, над которыми работает NASA, это самолет в форме гибридного крыла, с турбовентиляторным двигателем в верхней задней части и двумя вертикальными хвостами. Этот самолет необычного вида может летать с такой же скоростью, как и коммерческие авиалайнеры, но у него есть ряд и других преимуществ.

На современных самолетах двигательные гондолы, установленные под крыльями, стали настолько большими, что производят много сопротивления, говорит Шин. Эти гондолы также упираются в свои физические ограничения с точки зрения размера, поскольку на некоторых самолетах почти касаются земли. Новая конструкция решает эту проблему за счет размещения двигателей в верхней части фюзеляжа. В дополнение к снижению сопротивления и созданию пространства для двигателей покрупнее и поэффективнее, этот дизайн с гибридным крылом также включает хвостовые щиты, которые снижают шум, производимый летательным аппаратом.

В NASA рассчитали, что с такой конфигурацией потребление топлива снизится на 50%, а выбросы оксида азота — на 75%, при этом шум упадет на 42 децибела. «Этот самолет, когда его наконец построят и поднимут с земли, будет вырабатывать шум, который останется в пределах границы аэропорта», говорит Шин.

У NASA есть и другие идеи вроде электрического двигателя, длинных и узких крыльев и фюзеляжей в два раза шире. Все они обещают многое при проведении компьютерного моделирования, но чтобы подтвердить эти идеи, их нужно построить и испытать в настоящих летных условиях.

«Мы работаем со всей индустрией, но, как вы хорошо осведомлены, индустрия не очень любит высокорисковые проекты», говорит Шин. «Она более эволюционна, чем революционна. Правительство финансирует исследования, направленные на высокорисковые технологии с высокой возможной отдачей, и все эти идеи с полетами весьма высокорисковые. Мы считаем, что правительство должно инвестировать в исследование X-самолетов, чтобы провести технологии, от которых может выиграть вся страна».

Сверхзвуковой полет

Программа X-самолетов началась еще в 1945 году, когда предшественник NASA, Национальный консультативный комитет по аэронавтике, спроектировал и построил Bell X-1 вместе с ВВС США. В 1947 году Чак Йегер первым осуществил сверхзвуковой полет на X1 над Калифорнией, достигнув скорости в 1,06 Маха.

Сверхзвуковой полет, однако, остался на краю коммерческой жизнеспособности. С 1976 по 2003 год Concorde совершал трансатлантические рейсы для Air France и British Airways, но программу свернули из-за отсутствия клиентов и других проблем.

Одним из самых больших препятствий для жизнеспособности сверхзвуковых самолетов стал полный запрет Федеральным управлением гражданской авиации и другими международными агентствами сверхзвуковых полетов над землей из-за звукового бума. «Это серьезная причина, по которой компании не вышли на этот рынок, и мы до сих пор не знали, как можно было бы облегчить интенсивность звукового бума».

Но теперь, однако, Шин рассказал, что NASA разработала проекты, которые расщепляют одну большую ударную волну на несколько ударов поменьше. Одной из таких концепций является самолет с длинным остроконечным носом, который уменьшает интенсивность звукового удара, когда достигает земли. Идея в том, говорит Шин, что люди в области достижения звукового удара услышат легкое фоновое рокотание, но никак не оглушающий бум.

После того как NASA разработает этот концептуальный транспорт, план состоит в том, чтобы полетать над населенными районами и поспрашивать местное население. Слышал ли кто-нибудь звуковой бум? Кого-нибудь он побеспокоил? С помощью опросов и научных данных, NASA и авиационные компании могли бы подойти к регулирующим органам с вопросом разрешения сверхзвуковых полетов с шумом до определенного уровня.

Шин рассказал, что он рад возможности показать эти необычные конструкции самолетов общественности и полетать с ними над населенными районами — когда их безопасность будет определена. Он считает, что самолеты вызовут много волнений в приятном смысле.