Гражданская сверхзвуковая авиация завершила свою историю 20 лет назад с последним полётом «Конкорда». Сегодня она начинает делать попытки к возрождению, и даже на более высоком уровне — гиперзвуковом. Проектов много, но особенного прогресса пока не видно. Но на два из них стоит обратить внимание — это американский проект самолёта Stargazer компании Venus Aerospace и европейский Destinus одноимённой швейцарской компании с русскими корнями.
Stargazer. Источник изображений: Venus Aerospace
Оба проекта находятся в динамическом развитии, финансово поддерживаются сторонними капиталами и демонстрируют прогресс.
Компания Venus Aerospace из Хьюстона сообщила об успешных стендовых испытаниях двигательной установки для гиперзвукового самолёта Stargazer. Двигатели аппарата будут ротационно-детонационными. Такие двигатели обычно имеют кольцевую камеру сгорания с простенком. Топливо впрыскивается в простенок либо порциями, тогда это будет импульсный двигатель, либо непрерывно. Импульсные детонационные двигатели (ДД) в отличие от двигателей с непрерывной детонацией сжигают меньше топлива, они эффективнее, но тяга будет меньше. В России, кстати, разрабатывают импульсные ДД.
Общий принцип работы РДД. Источник изображения: aerospaceamerica.aiaa.org
Кольцевой фронт ударной волны в двигателе движется намного быстрее скорости звука и открывает путь к гиперзвуковым полётам на скоростях более 5 Маха. Самолёт Stargazer будет развивать скорость до 9 Махов. Это будет позволять ему, например, доставлять пассажиров из Токио в Лос-Анджелес менее чем за час, тогда как сегодня на такое путешествие уйдёт около 11 часов. Правда, этот час придётся любоваться чернотой космоса и крутым изгибом горизонта, а не белоснежными облаками.
Разработчики Stargazer утверждают, что детонационные двигатели в штаб-квартире компании в Хьюстоне работали как требуется, вращая в камере сгорания огненный торнадо со скоростью 20 тыс. оборотов в секунду. Что более важно, в новых испытаниях впервые было использовано топливо комнатной температуры, что делает его пригодным для обычной и простой эксплуатации в самолётах.
Стендовые испытания РДД Venus Aerospace
«Теперь у нас есть и технические знания, и инженерные наработки, чтобы полностью перейти к следующим этапам разработки и лётным испытаниям», — сказал глава компании.
После испытаний бывший администратор NASA и конгрессмен США Джим Брайденстайн сказал: «Это представляет собой ключевое продвижение к реальным летающим системам, как для оборонного применения, так и в конечном итоге для коммерческих высокоскоростных путешествий». В NASA также занимаются разработкой подобных двигателей и успешно испытывают их прототипы.
Компания Venus Aerospace работает над концепцией гиперзвукового самолета с 2020 года. За короткий срок она собрала $33 млн на проект. Теперь она начнёт гиперзвуковые лётные испытания с запуска 9-кг беспилотника, который, как надеется компания, сможет достичь скорости 5 Махов. После этого будет построен прототип Stargazer, хотя дата его создания официально пока не озвучена.
Добавим, это будет аппарат на 12 пассажиров. Его длина составит около 46 м, а ширина — до 31 м. Полёт будет проходить на высоте около 52 км со скоростью 3086 км/ч. Вес самолёта будет достигать 68 т.
Источник изображений: Destinus
Европейский проект с русскими корнями — швейцарская компания Destinus, основанная бывшим владельцем «Техносилы» Михаилом Кокоричем — создаёт гиперзвуковой самолёт, который будет летать со скоростью 5 Махов. Это как раз та граница, с которой скорость движения официально считается гиперзвуковой. Отличительной чертой проекта Destinus является использование водородного двигателя. Это чисто, легко и энергоэффективно.
Компания Destinus со штаб-квартирой в Швейцарии и инженерными офисами в Испании, Франции и Германии с общим штатом сотрудников 120 человек создана в 2021 году. На её счету уже два лётных прототипа и готовится третий, который начнёт испытания до конца текущего года. Это будет уже сверхзвуковой аппарат (предыдущие летали на дозвуковой скорости). Впрочем, разгон до сверхзвука с использованием водородного топлива ожидается только в 2024 году или позже. Прототип Destinus 3 имеет в длину те же 10 м, что и предшественник, но будет в 10 раз тяжелее и 20 раз сложнее в плане конструкции и двигательной установки.
Прототип Destinus 2
Прототипы Destinus представляют собой самолеты со смешанным корпусом в форме волнолета — гиперзвуковой конструкции, впервые задуманной в 1950-х годах, но так и не доведённой до производства. "Её цель [формы] состоит в том, чтобы вы могли ездить поверх ударных волн, которые генерируются самим самолётом. Это довольно эффективная форма, в которой вы можете использовать меньше топлива для полёта, потому что у вас будет меньше сопротивление воздуха».
Естественно, с каждым новым прототипом Destinus совершенствует и корректирует дизайн. Через два десятилетия команда ожидает, что самолёты, с которыми она работает, будут выглядеть несколько иначе, чем те, которые она тестирует сейчас. Ожидается, что к 2030-м годам будет создан 25-местный самолёт ограниченной дальности полёта. Это будет транспорт бизнес класса. Гиперзвуковой самолёт большей вместимости появится к 2040-м годам, и он будет иметь уже места даже эконом класса.
Интересно добавить, что Destinus не ждёт милости от инвесторов и стремится зарабатывать на свои проекты сама. Так, в прошлом месяце она купила голландскую компанию OPRA — производителя промышленных газотурбинных двигателей и теперь Destinus Energy будет получать средства от продажи турбин.