Как сделать конкорд

Добавил пользователь Евгений Кузнецов
Обновлено: 05.09.2024

Конко?рд (ориг. A?rospatiale-BAC Concorde) – британско-французский пассажирский сверхзвуковой самолет. Вместе с советским Ту-144 относится к категории сверхзвуковых самолетов, эксплуатируемых в коммерческих целях.

На учете авиакомпаний Air France и British Airways числилось по 7 самолетов. Их эксплуатация составила долгих 27 лет, за которые были перевезены регулярными и чартерными рейсами более 3 млн пассажиров.

Производство

BAC (англ.) – изготовление передней части фюзеляжа вместе с носовым опускаемым обтекателем, хвостовой части фюзеляжа вместе с вертикальным оперением, производство внешних элевонов, воздухозаборников двигателей, электрических систем, кислородного оборудования, топливной системы, системы управления двигателями и их контрольного оборудования, противопожарной системы, воздуховодов системы наддува и кондиционирования, антиобледенительных систем.

Sud Aviation (фр.) – изготовление центральной части фюзеляжа, основной части крыла, кромки крыла, внутренних элевонов, гидросистемы, системы управления, навигационной системы, автопилота, радиооборудования, установки наддува и кондиционирования.

Rolls-Royce (англ.) – производство двигателей.

SNECMA (фр.) – изготовление форсажных камер, сопел двигателей и системы реверса тяги.

Hispano-Suiza (исп.) – изготовление основных стоек шасси.

Dassault (фр.) – производство законцовок крыла.

Messier (фр.) – выпуск носовых стоек шасси.

Конструкция самолета

Планер

В фюзеляже можно выделить переднюю секцию с остеклением и кабиной экипажа, среднюю секцию, сделанную вместе с центральной частью крыла, и хвостовую секцию конической формы, сделанной вместе с килем. Передняя и средняя секции герметизированы. В хвостовой секции находится балансировочный топливный бак, багажное отделение и отсек с оборудованием кислородной системы и кондиционирования.

Во время полета вследствие теплового разогрева поверхности фюзеляж мог удлиниться на 24 см.

Носовая часть фюзеляжа занята обтекателем в виде конуса, который отклонялся вниз для обеспечения пилотам лучшей видимости на посадке и взлете, при рулении. В обтекателе находится дополнительное подвижное остекление, которое прикрывает кабину управления во время сверхзвукового полета.

Управление обтекателем и дополнительным остеклением велось из кабины пилотов по гидроприводу. В случае выхода из строя этого оборудования кабина была оборудована перископами для выполнения аварийной посадки.

Крыло

Его конструкция кессонного типа, многолонжеронная. Крыло в основном состоит из жаростойких алюминиевых сплавов. Также здесь употребили высокоразмерные фрезерованные панели. Обшивка имеет толщину 1,5 мм.

Механический состав крыла состоял из шести относительно больших элевонов, общей площадью 32 м?. Другие варианты механизации крыла разработчиками не рассматривались. Вертикальное оперение самолета по конструкции аналогично крылу. Имеет двухсекционный руль направления, с независимым приводом нижней и верхней секции.

Силовая установка

Olympus 593 – представляет собой сильно модифицированную версию ТРД Bristol Siddeley Olympus 301, который применяли на бомбардировщиках Avro Vulcan. Двигатель двухвальный, одноконтурный. В каждой из двух компрессорных секций имеется по 7 ступеней, турбины двигателя – одноступенчатые.

Компрессор обладает степенью сжатия 11,7:1. Такое высокое сжатие на крейсерских скоростях заставляло последние четыре ступени компрессора работать в экстремальном температурном режиме. Из-за этого возникла необходимость изготовления компрессора из никелевых сплавов, ранее используемых только в лопатках турбин. Двигатель потреблял авиационное топливо марки А1.

Для коммерческой авиации стало новинкой использование автоматической электронной аналоговой системы управления двигателями. Каждый из моторов оснащается двумя идентичными системами управления: основной и резервной.

Каждый двигатель комплектовался отдельным плоским воздухозаборником с горизонтальным регулируемым клином и прямоугольным сечением. Воздухозаборник оснащался системой слива пограничного слоя и сложной кинематикой дополнительных створок. Во время крейсерского режима (М=2,0) воздух, проникающий внутрь воздухозаборников, тормозился системой создаваемых скачков уплотнения. Здесь его скорость составляла около M=0,45, а давление в это время возрастало в 7 раз. Сопоставляя эти данные, можно утверждать, что суммарная степень повышения давления компрессора и воздухозаборника составляла 80 к 1. Воздухозаборники имеют гидравлическую механизацию и электронное, автоматическое, аналоговое управление.

Регулируемое сопло двигателя, система шумоподавления и реверса имеют пневматическую механизацию с электронным управлением.

Пуск моторов пневматический. На земле их запуск происходил от наземного источника ВВД, в полете происходил перезапуск двигателей путем отбора воздуха высокого давления от работающих моторов.

Шасси

Охлаждение тормозных дисков в основных стойках шасси обеспечивается работой электровентиляторов, которые встроены в ступицы колес.

Во избежание механического повреждения при посадке и взлете хвостовую часть оснастили дополнительной наклонной хвостовой стойкой шасси с двумя пневматиками. Уборка этой стойки происходит внутрь фюзеляжного отсека поворотом назад.

В 2000 году самолет авиакомпании Air France потерпел крушение при взлете из парижского аэропорта Шарль Де Голль. Он загорелся в момент отрыва от полосы, пролетел чуть больше минуты и упал на небольшой отель. Погибли 100 пассажиров, девять членов экипажа и четверо постояльцев гостиницы.

Потерпевший крушение рейс Air France 4590 Фото: Toshihiko Sato / AP Как вспоминает авиаэксперт Александр Романов, по основной версии, у колеса оторвалась часть покрышки, которая пробила топливный бак, что стало причиной утечки керосина.

Фото: Spaceaero2 / WikiCommons

Ту-144 Фото: Jim Ross / NASA

Представители советской делегации потребовали от экипажа показать программу не хуже, хотя заранее ее не отрабатывали. После обязательных двух заходов Ту-144 пошел на третий. Самолет резко взмыл вверх, потом так же резко перешел в пикирование. Пилоты стали выводить его в горизонтальный полет, но лайнер развалился в воздухе, не выдержав перегрузки. Официально причины крушения так и не установили.

Boeing-747 Фото: Tom?s Del Coro / Flickr

В нашей стране к проектированию подобного самолета первыми приступили в ОКБ-23 под руководством В.М. Мясищева, причем были сделаны далеко идущие выводы, касающиеся выбора основных параметров как планера, так и двигателей. Но эти, основополагающие требования к СПС промышленность Советского Союза не смогла реализовать из-за недостаточного уровня технологии машиностроения, ориентированного, прежде всего, на создание военной техники, причем любой ценой.

Участник испытаний сверхзвукового авиалайнера, заслуженный штурман-испытатель, Герой Российской Федерации Г. Г. Ирейкин (слева), глава городского округа Жуковский, председатель попечительского совета программы Ту-144 А. П. Бобовников и губернатор Московской области Гэрой Советского Союза Б. В. Громов на крыле самолета Ту-144Д(СССР-77115)

Примерно в то же время в Великобритании был создан комитет по сверхзвуковому воздушному транспорту (Supersonic Transport Aircraft Committee — STAC), объединивший девять крупнейших авиационных предприятий. Итогом первых четырех лет работы комитета стали рекомендации по выбору параметров будущего СПС, получившего в Англии обозначение SST и способного летать со скоростью, вдвое превышающей звуковую.

В 1973 году разразился нефтяной кризис, вызванный войной между арабскими странами и Израилем.

Крайние машины покинули сборочный цех в апреле 1978 года.

Кстати, в 1993 году на одном из британских самолетов разорвавшаяся покрышка пробила топливный бак. Тогда все обошлось, но авиакомпания сделала вывод, доработав шасси.

Регулярные пассажирские перевозки французы возобновили спустя два месяца (ноябрь 2001 года) полетом самолета с бортовым номером FX из Парижа в Нью-Йорк. На его борту находились 92 пассажира, включая президента авиакомпании Жан-Сириль Спинета и министра транспорта Франции Жан-Клод Гайсо. Полеты из Парижа в США выполнялись пять раз в неделю, а их продолжительность составляла около четырех часов.

В тот же день английская авиакомпания также выполнила рейс из Хитроу в Нью-Йорк. Как и на борту французского лайнера, в США отправились премьер-министр Великобритании Тони Блэр, министр транспорта Джон Спе-лар, президент авиакомпании Род Эд-дингтон, а также чиновники и журналисты.

Но затем последовала череда инцидентов, наиболее заметными из которых стали отказ управления одной из секций руля направления на G-BOAC (27 ноября 2002 года) и утечка топлива, повлекшая отключение на F-BTSD одного из двигателей 18 февраля 2003 года.

Там, за океаном

Разработка машины продолжалась почти пять лет и была прекращена в 1971 году. После чего наступила пауза. К разработке СПС, теперь уже второго поколения, в США вернулись в 1975 году, и исследования в этом направлении продолжаются по сей день.

25 июля 2000 г. произошла катастрофа пассажирского сверхзвукового трансатлантического лайнера "Конкорд", спроектированного совместно Францией и Великобританией.

История создания сверхзвукового пассажирского самолета берет свое начало в середине 1950-х гг., когда английская фирма "Бристоль" (Bristol, в 1960 г. вошла в состав корпорации British Aircraft Corporation, ВАС) и французская Sud-Avation (SNCASE, в 1970 г. вошла в состав государственного объединения Aerospatiale, SNIAS) начали самостоятельные исследования по созданию сверхзвукового пассажирского самолета (СПС, SST). Во Франции работы велись по проекту "Супер Каравелла", а в Великобритании - ВАС-223.

В начале 1960-х гг. наработки по этим проектам показали, что стоимость разработки такого самолета выходила за рамки финансовых возможностей любой отдельно взятой западной авиационной фирмы. Поэтому 26 октября 1962 г. правительства Франции и Великобритании подписали финансово-экономическое соглашение о совместных работах по проектированию, постройке и испытанию сверхзвукового пассажирского самолета "Конкорд" (фр. Concorde - "согласие"). Днем раньше было подписано соглашение между английской фирмой ВАС и французской Sud-Avation о создании совместного франко-британского консорциума.

Англичане брали на себя 2/3 работ по двигательным установкам, а французы - примерно 60% всех работ по планеру и его системам. При этом фирмы взяли на себя обязательства организовать и координировать работы десятков фирм Франции и Англии, которые примут участие в разработках.

Разработку реактивных двигателей "Олимп" 593 для этого самолета вели двигателестроительные фирмы Rolls-Royce ("Роллс-Ройс"; Великобритания) и SNECMA ("Снекма"; Франция).

В 1966 г. проектирование самолета было закончено. Для "Конкорда" была выбрана аэродинамическая схема "бесхвостка" с низкорасположенным треугольным крылом с непрерывно меняющимся по размаху углом стреловидности: от очень большого у корня (75-85 градусов) до средних значений в концевой части (50-65 градусов), получившим название "оживального".

Использование "оживального" крыла снижало смещение аэродинамического фокуса при преодолении "звукового барьера", но для сохранения равновесного состояния самолета в этот момент топливо перекачивалось в специальные балансировочные баки. Этой цели служили четыре балансировочных бака (в передних околофюзеляжных частях крыла с максимальной стреловидностью) и бак в хвостовой части фюзеляжа (за задней кромкой крыла). Всего же топливная система самолета включала 17 кессонных топливных баков, расположенных в крыле и в фюзеляже. Их емкость составляла 119 786 л. Топливо в самолете использовалось также для охлаждения конструкции.

Конструкторы лайнера придумали оригинальное решение для соединения крыла с фюзеляжем самолета. Конструкцию крыла разбили по размаху на секции, каждая из которых состояла из отсека фюзеляжа и примыкающей к нему части крыла. В результате отпала нужда в установке тяжелых соединительных узлов.

Фюзеляж самолета состоял из восьми секций и носового конуса, отклонявшегося вниз при рулении и на взлетно-посадочных режимах для улучшения обзора из кабины летчиков. Ввиду значительной длины фюзеляжа и относительно больших углов атаки во время взлета и посадки "Конкорд" был снабжен высоким шасси (около 3,5 м), в результате чего ось самолета находится на высоте 5,4 м над поверхностью земли.

Около 85% объема фюзеляжа "Конкорда" занимала гермокабина. В кабине размещались два пассажирских салона, передний и задний, задний салон немного длиннее переднего. В пассажирском салоне размещалось 118 пассажирских кресел по схеме "2+2". В поперечном сечении фюзеляж имел форму неправильного овала, вытянутого вниз, с максимальной шириной (по пассажирской кабине) 2,63 м.

В передней части гермокабины, непосредственно за кабиной экипажа и отсеками оборудования, находился тамбур основного входа, от переднего салона его отделял отсек с небольшим гардеробом и туалетом. Между салонами располагался тамбур второго входа, а также еще два туалета, размещенные по бортам кабины. Заднюю часть кабины занимал отсек с кухонным блоком, служащий также тамбуром запасного выхода. Так как средний выход вел на крыло самолета, для посадки и высадки пассажиров использовался передний выход.

Шасси "Конкорда" были разработаны известной фирмой "Испано Сюиза". Носовая двухколесная стойка убиралась разворотом вперед, основные стойки с четырехколесными тележками - разворотом к фюзеляжу. Для предотвращения повреждений хвостового конуса при случайном касании взлетно-посадочной полосы в хвосте установили предохранительную пяту со спаренными пневматиками небольшого диаметра.

На самолете было установлено четыре форсированных одноконтурных реактивных двигателя Бристоль "Олимпус" 593В, которые располагались в двух спаренных подкрыльных гондолах.

Каждый из четырех двигателей производил около 19 тонн тяги, и взлетную скорость в 362 км/час "Конкорд" набирал всего за 30 секунд.

"Конкорд" был снабжен тремя независимыми гидравлическими системами - двумя основными и одной аварийной. Они обеспечивали работу гидроусилителей управляющих поверхностей, выпуск и убирание шасси, управление передними колесами во время маневрирования на земле, взлета и посадки, опускание и подъем передней части фюзеляжа, работу топливных насосов балансировочной системы и регулирование входных и выходных устройств двигательной установки.

Основным конструкционным материалом "Конкорда" стал алюминиевый сплав RR58. Кроме этого, в конструкции самолета были использованы сталь, титан, никелевые сплавы.

Строительство двух опытных образцов "Конкорда" (001 строился во Франции, а 002 - в Великобритании) началось в феврале 1965 г. Опытный самолет "Конкорд" 001, построенный во Франции, совершил первый полет 2 марта 1969 г., британский "Конкорд" 002 взлетел в Бристоле 9 апреля. После этих двух опытных образцов были построены два предсерийных "Конкорда" и два для статических испытаний и испытаний на усталость.

По мере развития самолета от опытного образца до серийного он подвергся значительным изменениям, в результате чего изменились не только габариты, масса и характеристики, но и стоимость программы и цена самолета.

За 14 лет работ на создание самолета было затрачено более 1200 млн фунтов стерлингов. Поэтому и стоимость серийного экземпляра составила 60 млн долларов, а не 10 млн долларов, как рассчитывали.

Летно-технические характеристики "Конкорда":

Размах крыла - 25,56 м

Площадь крыла - 358,25 кв. м

Максимальная взлетная масса - 185000 кг

Масса пустого снаряженного самолета - 78698 кг

Крейсерская скорость - 2179 км/ч (М=2,04)

- сверхзвуковая - 2179 км/ч (М=2.04)

- дозвуковая - 970 км/ч

Перегоночная дальность - 7500 км

- на сверхзвуке - 6470 км

- на дозвуке - 4900 км

Практический потолок - 18288 м

Экипаж - 3-4 человека

Полезная нагрузка - 144 пассажира или 12700 кг груза.

В 1976 г. "Конкорды" начали регулярные коммерческие рейсы с пассажирами на борту. Английские сверхзвуковые лайнеры летали из Лондона в Бахрейн, а французские по маршруту Париж - Рио-де-Жанейро. С мая 1976 г. "Конкорды" начали регулярные полеты в Вашингтон.

Эксплуатация "Конкордов" с самого начала не приносила прибыли. Самыми удачными были заполненные трансатлантические рейсы. В первые годы расходы на сверхзвуковые лайнеры брали на себя правительства Франции и Великобритании. Но билеты все равно были слишком дороги, в результате чего все рейсы, кроме трансатлантических, были свернуты.

Чтобы преодолеть расстояние между Европой и Америкой, "Конкорду" сначала требовалось 4 часа, потом - около 3. В феврале 1996 г. "Конкорд" долетел из Лондона в Нью-Йорк за 2 часа 52 минуты 59 секунд.

За 20 лет эксплуатации лайнеров "Конкорд" (с 1976 по 1996 г.) было перевезено 3,7 млн пассажиров при налете 200 тысяч часов. "Конкордами" летали королева Великобритании Елизавета Вторая, королева-мать Елизавета, музыканты Пол Маккартни и Мик Джаггер, актеры, спортсмены, политики. В эксплуатации лайнеры считались надежными машинами.

Первая и единственная катастрофа "Конкорда" произошла 25 июля 2000 г. вскоре после взлета из парижского аэропорта Шарль-де-Голль. Комиссия, расследовавшая причины катастрофы "Конкорда", пришла к выводу, что причиной трагедии стала отвалившаяся деталь американского аэробуса "Дуглас ДК-10", который взлетел с той же полосы перед "Конкордом". Специалисты установили: острый кусок металла, обнаруженный при тщательном осмотре взлетно-посадочной полосы, пробил шину французского самолета, что привело к ее взрыву и пожару двигателей.

Во время взлета лайнера керосин, вытекавший из пробитого бака, вспыхнул от форсажной струи двигателя. В результате перегрелся и отказал ближайший к месту возгорания двигатель. Командир экипажа лайнера попытался разогнать самолет на трех двигателях и посадить его на полосу ближайшего аэропорта Ле Бурже, но отказал второй двигатель на поврежденном крыле.

Охваченный пламенем самолет потерял скорость, медленно перевернулся через правое крыло и врезался в ресторан небольшого отеля "Хотелиссимо", расположенного в предместье Парижа Гонесс. На трехсотметровую высоту взметнулось черное грибовидное облако дыма.

В последний момент летчики все же успели отвернуть от домов Гонесса, но дотянуть до безлюдного поля уже не смогли. Погибло 113 человек: все, кто был на борту - 100 пассажиров и девять членов экипажа, а также четверо постояльцев отеля. Еще 12 человек на земле получили ранения.

После этого случая эксплуатация лайнеров была приостановлена для изучения причин происшествия и технической модернизации.

В 2001 г. модернизированный "Конкорд" возобновил полеты, однако катастрофа 2000 г. значительно снизила прибыльность рейсов. Авиакомпаниям так и не удалось вернуть прежнее доверие к лайнеру, прежде считавшемуся самым надежным в мире.

К тому же к числу эксплуатационных недостатков самолетов этого типа относится высокий уровень шума и расхода топлива. При полете на сверхзвуковых скоростях возникает мощный акустический удар в момент преодоления самолетом скорости звука, который считается недопустимым для заселенных территорий.

В связи с ростом стоимости обслуживания и снижением пассажирооборота в 2003 г. эксплуатация самолетов была прекращена.

Читайте также: