История воздухоплавания и авиации

25 июля 2000 года один самолёт был потерян в катастрофе при вылете из парижского аэропорта Шарль де Голль, погибло 113 человек. Эта катастрофа, а также сокращение рынка авиаперевозок после 11 сентября 2001 года, стали основными причинами прекращения эксплуатации «Конкордов» на коммерческих авиалиниях.

История создания

Начало работ по созданию сверхзвуковых пассажирских авиалайнеров относится к концу 50-х годов двадцатого столетия, эта задача стала рассматриваться авиастроителями практически сразу после преодоления звукового барьера и появления сверхзвуковых бомбардировщиков. Наиболее интенсивные исследования шли в США, в СССР, а также в Великобритании и Франции.

В 1956 году в Великобритании был учреждён правительственный Комитет по Сверхзвуковому Транспорту, ставивший перед собой задачу «инициировать целевую совместную исследовательскую программу, направленную на осуществление возможности создания первого поколения сверхзвукового воздушного транспорта». Финальной целью программы было создание скоростного пассажирского самолёта, который был бы способен перевозить не менее 100 пассажиров через Атлантику с максимально возможной скоростью. К 1962 году был спроектирован самолёт, получивший название BAC.233, имевший дельтовидное крыло, четыре двигателя в спаренных подкрыльевых мотогондолах, отклоняемый носовой обтекатель и пассажировместимость 110 человек.

Во Франции существовала похожая программа, эта программа также имела правительственную поддержку. В отличие от англичан, французы начали свои работы несколько позже, и имели более скромные цели – их концепция предусматривала создание сверхзвукового авиалайнера меньшей пассажировместимости и средней дальности, предназначенного в основном для эксплуатации на европейских авиалиниях.

Стремительно растущая стоимость разработки и требования правительства заставили BAC искать зарубежных партнёров. В 1961 году BAC предложила Sud Aviation объединить усилия по разработке сверхзвуковых авиалайнеров, что встретило существенные возражения, в основном по причине несовпадения конечных целей английской и французской программ. Тем не менее, переговоры были продолжены на правительственном уровне, и в 1962 году, через два месяца после представления английской программы на авиасалоне Фарнборо, было подписано соглашение о совместной разработке сверхзвукового самолёта. Несмотря на то что французская сторона изначально хотела сохранить разработку самолёта средней дальности, из соображений сокращения затрат для совместной программы были выбраны цели, более близкие к английским требованиям, то есть сохранение пассажировместимости на уровне 100 человек и трансатлантической дальности.

Программа, а вместе с ней сам самолёт, получили название Concorde (согласие). Французская транскрипция названия была поводом для некоторых дебатов в Великобритании, но получила поддержку Министра Технологии Тони Бенна, и была сохранена.

Производство

Производство «Конкорда» было разделено между французской и английской сторонами, и примерно соответствовало распределению при проектировании.

Распределение производства выглядело следующим образом:

·                     Sud Aviation (фр.) – центральная честь фюзеляжа, основная часть крыла, кромка крыла, внутренние элевоны, гидравлические системы, система управления, навигационная система, автопилот, радиооборудование, установки кондиционирования и наддува.

·                     BAC (анг.) – передняя часть фюзеляжа вместе с опускаемым носовым обтекателем, хвостовая часть фюзеляжа с вертикальным оперением, внешние элевоны, воздухозаборники двигателей, электрические системы, кислородное оборудование, топливная система, системы управления двигателями и их контрольное оборудование, противопожарная система, воздуховоды системы кондиционирования и наддува, антиобледенительные системы.

·                     Rolls-Royce (анг.) – двигатели.

·                     SNECMA (фр.) – форсажные камеры, сопла двигателей и система реверса тяги.

·                     Dassault (фр.) – законцовки крыла.

·                     Hispano-Suisa (фр.) – основные стойки шасси.

·                     Messier (фр.) – носовая стойка шасси.

Окончательная сборка «Конкордов» производилась одновременно на двух заводах, в Тулузе и в Филтоне (пригород Бристоля).

Первый серийный самолёт (№201, F-WTSB) поднялся в воздух 6 декабря 1973 года в Тулузе, за ним 14 февраля 1974 года последовал первый английский серийный «Конкорд» (№202, G-BBDG). Всего, не считая прототипов и предсерийных самолётов, было произведено 16 серийных «Конкордов», из которых два первых, №201 и 202, не передавались в коммерческую эксплуатацию, а служили для тестирования и сертификации. В общей сложности вместе с прототипами было построено 20 самолётов (по 10 на каждом из заводов) и некоторое количество комплектов запасных частей к ним, после чего производство было свернуто. Последний самолёт, с заводским номером №216 (G-BOAF), покинул завод в Филтоне 9 июня 1980 года.

Нумерация самолётов

Изначально предполагалось иметь следующую схему нумерации:

·                     Прототипы получали номера 001 и 002.

·                     Предсерийные самолёты получали номера 01 и 02.

·                     Серийные самолёты нумеровались 1, 2, 3, 4, 5 и т.д.

Но ещё до момента выпуска первых серийных самолётов система нумерации была изменена из-за внедрения в производство и поддержку компьютерной системы, требовавшей трёхзначного номера для обозначения самолёта. Из-за того, что с номерами предсерийных машин возникли проблемы, систему нумерации изменили следующим образом:

·                     Прототипы сохранили свои номера 001 и 002.

·                     Предсерийные самолёты получили номера 101 и 102.

·                     Серийные самолёты нумеровались 201, 202, 203 и т.д.

Из-за того, что предсерийные «Конкорды» к этому моменту уже были выпущены, в некоторых источниках они фигурируют под своими старыми номерами 01 и 02.

Конструкция самолёта

Для «Конкорда» выбрана аэродинамическая схема «бесхвостка» с низкорасположенным треугольным крылом оживальной формы. Самолёт оптимизирован для выполнения длительного крейсерского полёта на сверхзвуковой скорости.

Основным конструкционным материалом стал алюминиевый сплав RR58. Кроме этого в конструкции самолёта использована сталь, титан, никелевые сплавы.

Планер

Фюзеляж «Конкорда» полумонококовой конструкции, в поперечном сечении напоминает неправильный овал с расширенной верхней частью. Материал изготовления фюзеляжа – жаропрочные алюминиевые сплавы. Длина фюзеляжа различалась для прототипов, предсерийных и серийных самолётов, и составляла 56,24, 58,84 и 61,66 метров, соответственно. Максимальная ширина фюзеляжа 2,90 м.

Фюзеляж состоит из передней секции с кабиной экипажа и остеклением, средней секции, выполненной вместе с центральной частью крыла, и хвостовой секции конической формы, конструктивно выполненной вместе с килем самолёта. Передняя и средняя секция фюзеляжа заняты герметичной кабиной, хвостовая секция фюзеляжа содержит багажное отделение, балансировочный топливный бак, а также отсек, занятый системой кондиционирования и кислородной системой.

В процессе выполнения полёта фюзеляж мог удлиняться примерно на 24 см, в связи с тепловым расширением конструкции.

В носовой части фюзеляжа расположен обтекатель в виде конуса, который мог отклоняться вниз, обеспечивая пилотам обзор на взлёте, посадке и рулении. В обтекатель встроено подвижное дополнительное остекление, прикрывавшее основное остекление кабины пилотов в режиме сверхзвукового полёта.

Положение обтекателя и дополнительного остекления регулировалось из кабины пилотов следующим образом:

·                     Обтекатель находится в верхнем положении, дополнительное остекление поднято. Основная полётная конфигурация, для полётов на скорости более 0,8 M.

·                     Обтекатель находится в верхнем положении, дополнительное остекление опущено. Эта конфигурация могла применяться для полёта на скорости не выше 0,8 M.

·                     Обтекатель опущен на 5 градусов, дополнительное остекление опущено. Эта конфигурация является основной для наземных операций, рулежки и взлёта.

·                     Обтекатель опущен на максимальный угол 12,5°, дополнительное остекление опущено. Эта конфигурация применялась для захода на посадку, поскольку большой угол атаки самолёта в посадочной конфигурации не давал возможность экипажу наблюдать ВПП при меньшем отклонении обтекателя.

Механизмы управления обтекателем и дополнительным остеклением гидравлические, с приводом от одной из основных и резервной гидросистем.

Крыло треугольное, оживальной формы, с непрерывно меняющимся по размаху крыла углом стреловидности. У корня крыла этот угол составляет 80%, ближе к законцовкам около 60%. Относительное удлинение крыла 1,85, относительная толщина профилей крыла от 3% до 2,15%. Крыло имеет ярко выраженную геометрическую крутку законцовок.

Конструкция крыла многолонжеронная, кессонная. Основной материал – жаростойкие алюминиевые сплавы. В конструкции крыла применены монолитные фрезерованные панели большой размерности. Толщина обшивки 1,5 мм.

Особенностью производства «Конкорда» стало то, что вместо изготовления отдельно фюзеляжа и отдельно крыла с центропланом, изготавливался набор поперечных секций, каждая из которых включала часть крыла и соответствующую ей часть фюзеляжа, после чего секции стыковывались вместе. Такой подход позволял облегчить конструкцию.

Механизация крыла состоит из 6 элевонов относительно большого размера, общая площадь элевонов 32 м². Другой механизации крыла не предусматривалось.

Самолёт имеет только вертикальное оперение, конструктивно аналогичное крылу. Руль направления двухсекционный, с независимым приводом верхней и нижней секции.

Двигательная установка

Двигательная установка состоит из четырёх ТРДФ Rolls-Royce/SNECMA Olympus 593, установленных попарно в подкрыльевых гондолах, расположенных примерно на полуразмахе консолей крыла. Двигатели расположены таким образом, что срез сопла двигателя совпадает с задней кромкой крыла.

Двигатель Olympus 593 – сильно модифицированная версия ТРД Bristol Siddeley Olympus 301, применявшегося на бомбардировщиках Avro Vulcan. Двигатель одноконтурный, двухвальный, каждая из двух секций компрессора имеет по 7 ступеней, турбины одноступенчатые. Двигатель использовал обычное авиационное топливо A1.

Новинкой для коммерческой авиации стала автоматическая электронная аналоговая система управления двигателями. Каждый двигатель имеет две идентичные системы управления, основную, и резервную.

Особенностью двигателей «Конкорда», отличавшей от других двигателей авиалайнеров, стало наличие форсажной камеры. Форсаж давал относительно небольшой прирост тяги, и использовался только на взлёте, а также для преодоления звукового барьера и разгона до 1,7 м. В крейсерском полёте форсаж двигателей не использовался, что благоприятным образом сказывалось на топливной экономичности «Конкорда» и дальности сверхзвукового полёта.

Для каждого двигателя имеется отдельный плоский воздухозаборник прямоугольного сечения с регулируемым горизонтальным клином. Механизация воздухозаборника гидравлическая, управление автоматическое, электронное, аналоговое.

Двигатели оборудованы регулируемыми соплами и системой реверсирования тяги ковшового типа, которая позволяла давать обратную тягу около 40% от номинальной. Створки системы реверса служат также вторичными регулируемыми инжекционными соплами двигателей. В задней части каждого пакета из двух двигателей установлены специальные вертикальные теплошумоотражатели. Эти отражатели оснащены отклоняемые внутрь законцовками, «сплющивавшими» с боков выхлопную струю двигателей на взлёте, что также служило целям шумоподавления. Кроме этого, в основном сопле каждого двигателя установлено по 8 лопатообразных шумоподавителей, которые вводились в реактивную струю при пролёте густозаселённых районов на дозвуковой скорости. Механизация регулируемого сопла, системы реверса и шумоподавления пневматическая, с электронным управлением.

Двигатели «Конкордов» имели следующие характеристики:

·                     Olympus 593 – первоначальный вариант, был установлен на прототипы №001 и 002. Тяга в бесфорсажном режиме 89 кН, форсированная тяга 136 кН.

·                     Olympus 593–22R – более мощный вариант двигателя, сменивший предыдущий, на предсерийных 01 и 02. Тяга в бесфорсажном режиме 154 кН, форсированная тяга 165 кН.

·                     Olympus 593–610–14–28 – устанавливался на серийные самолёты. Тяга в бесфорсажном режиме 142 кН, форсированная тяга 169 кН. Одно из основных отличий от предыдущих вариантов – камера сгорания с предварительным испарением топлива, что позволило повысить эффективность сгорания топлива и снизить дымность.

Из соображений снижения полётного веса «Конкорд» не был оборудован вспомогательной силовой установкой (ВСУ). Это не создавало существенных проблем, поскольку эксплуатация самолёта происходила с хорошо оборудованных аэродромов, на которых всегда было доступно внешнее электрическое и воздушное снабжение.

Пуск двигателей пневматический, на земле двигатели запускались от наземного источника воздуха высокого давления, в полёте двигатели могли перезапускаться путём отбора ВВД от работающих двигателей.

Шасси

«Конкорд» в посадочной кофигурации. Хорошо видны все три стойки шасси, а также выдвижные посадочные фары. Светлые элементы в районе колёс основных стоек – водоотражатели, на передней стойке водоотражатель находится с задней стороны, и потому не виден

Шасси «Конкорда» трёхстоечное, с носовой опорой. В связи с тем, что на взлёте и на посадке самолёт выходил на весьма большие углы атаки, стойки шасси имеют необычно большую высоту, около 3,5 м. Это привело к тому, что двери «Конкорда» находились примерно на той же высоте, что и двери намного более крупного Boeing 747.

Основные стойки шасси имеют по две пары колёс, расположенных друг за другом, и убираются поворотом внутрь к фюзеляжу. Передняя стойка имеет два колеса и убирается поворотом вперёд. Передняя стойка снабжена гидравлическим механизмом разворота для управления самолётом на земле. К стойкам шасси крепятся композитные водоотражатели, служащие для предотвращения попадания воды, поднимаемой колёсами, в воздухозаборники двигателей. Механизмы уборки стоек шасси гидравлические, причём уборка шасси происходит от одной основной гидросистемы, а для выпуска может быть использована резервная.

Страницы: 1, 2, 3, 4