Большой «бэби-бум»

Прошло более половины века с тех пор, как мир впервые увидел пассажирский сверхзвуковой самолет Ту-144. И вот теперь может появиться сверхзвуковой самолет нового поколения. Когда Boom Supersonic впервые в 2016 году представила планы по Overture, мало кто думал, что компания сможет зайти так далеко. Многие тогда проект рассматривали как «бумажный самолетик», который не сойдет с чертежной доски.

Теперь, благодаря инвестициям венчурных фондов и Japan Airlines, Boom достиг важной вехи в развитии Overture. Сегодня 07 октября 2020 года, общественности представили в полностью собранном виде демонстратор XB-1 в масштабе 1/3. Мероприятие получилось достаточно скромным, ввиду ограничений, связанных с пандемией. Без прессы и аудитории. Однако это не помешало генеральному директору Boom Блейку Шоллю провести ряд презентаций с участием инженеров, руководителей, пилотов-испытателей и многих других.

Что такое XB-1?

Модель XB-1, которую ласково называют Baby Boom («бэби-бум»), представляет собой демонстратор в масштабе одной трети для грядущей модели Boom Overture. Его длина 68 футов, размах крыла 17 футов, и он приводится в движение тремя двигателями по 4300 фунтов силы. Дальность полета XB-1 составит всего около 1000 миль, так как он разработан только в качестве прототипа для испытаний технологий, которые планируется отработать для Overture.

В июле 2018 года было завершено строительство горизонтального стабилизатора, и получены двигатели, а уже в ноябре 2018 года завершились испытания в аэродинамической трубе. В свое время на этот путь проекту Concorde понадобилось десятилетие. Впрочем, по проторенному первопроходцами пути всегда идти легче. Окончательная сборка XB-1 началась в декабре 2019 года. Испытания на нагрузку крыла были проведены в марте, и к маю фюзеляж был почти полностью готов. 

Пилоты на первом месте

Чтобы дополнить разработку Overture, Boom разработала собственный тренажер, который на 100% соответствуем всем средствам управления полетом и показывает управляемость самолета. Кабина XB-1 была также разработана с учетом создания максимального комфорта для пилота. Системы управления прошли эргономические испытания, чтобы убедиться, что они находятся в идеальном положении, а все критическое оборудование размещено в пределах досягаемости руки. Сиденье пилота было построено вокруг «проектной точки зрения», что означает, что глаза пилота и линия обзора оптимально расположены для видимости приборов из зоны посадки.

Одной из проблем в Concorde было - отсутствие видимости для пилотов, при выполнении посадки. Тогда разработчики решили эту проблему с помощью механического опускающегося носа — тяжелой и дорогой системы. Boom решила эту задачу, установив видео-систему переднего обзора, чтобы пилоты могли четко видеть, что происходит перед самолетом. Экран в центре приборной панели с помощью камер, прикрепленных к носовому обтекателю и шасси, передает изображение в реальном времени.

Материалы

Конечно, сверхзвуковой полет — это не тот момент, когда можно просто взять и обновить предыдущую модель самолета. Вес, баланс и сила должны работать в идеальном сочетании, чтобы гарантировать безопасность на таких исключительных скоростях. XB-1 использует целую комбинацию материалов в различных частях фюзеляжа и крыла — это и композитные материалы, и титан, и алюминий. Каждый отдельный компонент был разработан индивидуально для обеспечения оптимальной прочности, веса и устойчивости.

Полет на сверхзвуковой скорости означает, что подойдет не каждый материал — будет  очень горячо. Когда-то для Concorde решили эту проблему, используя белую краску с высокой отражательной способностью, но даже в этом всячески защищенная внутренняя обшивка пассажирского салона становилась теплой на ощупь. Внешний вид XB-1 был разработан, чтобы выдерживать температуры более 153°C, что намного выше, чем типичные 127°C, возникающие во время сверхзвукового полета.

Такой результат был достигнут при помощи материалов голландской компании TenCate Advanced Composites. Кстати, той же компании, которая поставляет высокотемпературные материалы для ракеты SpaceX Falcon 9. Высокотемпературные передние кромки и нервюры изготовлены из бисмалеимидного препрега, а остальная часть планера, в основном, изготовлена из углеродного волокна с промежуточным модулем упругости.

Эффективность

Использование высокотехнологичных материалов дополняется обтекаемым дизайном самолета. Соотношение между длиной и шириной было оптимизировано, чтобы минимизировать сопротивление и максимизировать эффективность. Лазерное отслеживание во время процесса изготовления деталей означает, что сборка будет сверхточной, с точностью до человеческого волоса.

Треугольное крыло имеет заостренную форму, которая, по словам разработчиков, уравновесит управляемость в полете и стабильность в широком диапазоне скоростей. Это означает, что XB-1 сможет эффективно летать как на сверхзвуковых, так и на дозвуковых скоростях.

Представители Boom также заверяют, что лайнеры будут использовать меньше топлива, чем предыдущие аналоги, за счет сочетания эффективных материалов и двигателей нового поколения. Что касается силовых установок, то XB-1 использует три двигателя J85 от General Electric, которые вместе обеспечивают максимальную тягу в 12300 фунтов силы. Это разгонит XB-1 до максимальной скорости в 2,2 Маха. 

В отличие от Concorde, Overture не будет использовать форсажные камеры благодаря достижениям в конструкции силовых установок. Однако серийные двигатели XB-1 действительно требуют форсажных камер для достижения сверхзвуковой скорости. Примечательно, что двигатели были разработаны для совместимости с экологически чистым авиационным топливом (SAF), поэтому, когда они станут широко доступными, операторы смогут выбрать использование SAF по своему усмотрению. 

Что касается выбросов углекислого газа, Boom заявляет, что Overture будет более экологически чистым в расчете на одно пассажирское место, чем дозвуковой полет на обычном пассажирском самолете в бизнес-классе.

Что дальше?

Теперь XB-1 будет проходить серию наземных испытаний, чтобы проверить свои системы. Первый полет этого прототипа запланирован на 2021 год и станет началом из серии многих испытательных полетов, которые необходимо совершить XB-1.

В следующие 18 месяцев команда стартапа должна будет проверить верность всех своих расчетов по конструкции планера и двигателей, после чего уже перейдет к производству полномасштабного лайнера Overture вместимостью до 100 человек. По словам главы компании, разработка Overture обойдется в $6 млрд — это примерно в 5,3 раза дешевле, чем создание лайнера Boeing 787 Dreamliner.

Boom намеревается запустить шесть испытательных стендов Overture в течение двух лет перед запуском модели в проиводство. Таким образом, сроки ввода Overture в эксплуатацию находятся где-то между 2027 и 2029 годами, если в программе больше не будет задержек. Компания надеется построить и продать до 2 тысяч сверхзвуковых Overture по $200 млн. за штуку.