Новые формы, технологии и скорость: какими будут самолеты будущего

Обычно все полезное, кроме топлива и двигателей, у самолетов помещают в корпус — фюзеляж. А крылья должны держать его в воздухе. Но почему нельзя все сделать одним большим крылом? Так будет эффективнее, считают ученые из Делфтского технологического университета в Нидерландах. Вместе с национальной авиакомпанией они сделали прототип под названием «Летящая Ви» — имя в честь гитары, на которой играл Джимми Хендрикс. Конструкция получилась легче обычного самолета — по расчетам, она будет потреблять на 20% меньше топлива. Уменьшенная модель уже проходит первые испытания.

Два двигателя разместили сверху, за пассажирским отсеком. Как говорят разработчики, это заметно снизит уровень шума в салоне. Предполагается, что лайнер сначала будет летать на керосине, но в перспективе его переведут на электричество. Многие инженеры уверены, что именно за этим будущее авиации. Без выхлопов и с меньшим шумом. В России уже есть свой легкомоторный электрический самолет — «Сигма».

В США испытывают уже и более крупный электросамолет — 9-местный Alice. Его скорость — до 481 км/ч, запас хода на одном заряде — почти 1000 км. Еще недавно такое было невозможно из-за несовершенства батарей, и они по-прежнему вмещают всего 250 ватт-часов энергии на килограмм своей массы против 11000 на килограмм у керосина. Чтобы электрифицировать более тяжелые самолеты, разрабатываются другие решения.

Десятитонный Як-40 в 1960-е стал первым реактивным лайнером на трех керосиновых двигателях. Сегодня это летающая лаборатория: один из моторов заменили электрическим на сверхпроводниках. Он расположен в носу и может работать либо от аккумуляторов (их разместили в салоне), либо от генератора, который пока питается от газотурбинного двигателя. Сверхпроводники должны помочь увеличить КПД, но им требуется охлаждение, чтобы проводили ток без потерь. Здесь для этого сейчас используют жидкий азот, и бак с ним — неотъемлемая часть двигателя.

По словам разработчиков, следующий шаг — использование водорода: он может быть и охладителем, и топливом, которое весьма перспективно. Именно на водороде летают, например, экспериментальные отечественные дроны, разработанные в России. Самолет на водороде создают сейчас в Европе — без вредных выбросов, с более экономичной формой в виде ската.

Другое направление развития авиации — скорость. Конструкторы по всему миру пытаются сделать самолеты в два, а то и в шесть раз быстрее обычных. Проектов много: сверхзвуковой пассажирский самолет из США и его 3500 км/ч, российский бизнесджет, разгоняющийся до 3000 км/ч, и даже суборбитальный космоплан из Китая, который обещает пролететь за час 6000 км (из Пекина в Дубай). Все это пока не очень близко к воплощению — если двигатели дают нужную скорость, то сжигают слишком много топлива и создают неприемлемый уровень шума.

В Центральном аэрогидродинамическом институте имени Жуковского в последние годы работают над новым «Стрижом». Это проект сверхзвукового пассажирского самолета с максимальной скоростью почти в 2000 км/ч и низким уровнем воздействия на экологию. Стреловидный фюзеляж, крылья как у чайки, воздухозаборники, установленные, в отличие от обычного самолета, сверху, — всё это должно устранить обычно возникающий на такой скорости звуковой эффект, похожий на взрыв. С земли, как заверяют создатели, пролет такого самолета на полной скорости будет восприниматься не громче, чем хлопок дверью автомобиля. «Стриж» делают из композиционных материалов, которые позволят уменьшить вес без потери прочности. Модель уже прошла успешные испытания в аэродинамических трубах. Впрочем, никто не знает, окажется главной в будущем скорость или все-таки экономичность.

Новейшие технологии позволят перевозить еще больше пассажиров, чем сейчас. Другие интересные разработки касаются комфорта — в частности, предлагается делать в грузовых отсеках спальные места, чтобы и в экономе можно было вытянуться в долгой дороге. Правда, без иллюминатора. Хотя их сейчас учатся делать виртуальными. А некоторые разработчики грезят, наоборот, о максимальной зрелищности и ощущении полета.