Скорее всего, в скором будущем авиалайнеры будут выглядеть совсем по-другому, и будут напоминать героев из мультфильмов. Нам стоит ожидать революции в дизайне самолетов, предназначенных для гражданской авиации.

Еще в прошлом году в СМИ появились сообщения о том, что Airbus Industry, авиастроительный гигант, расположенный в Европе, подал заявку, чтобы запатентовать новый пассажирский салон с тороидальным типом. Внутри салон будет напоминать пончик или баранку.

В заявке указано, что пассажиры авиалайнера будут находиться в пассажирском салоне, который по форме напоминает диск. Рассаживаться они будут по кругу, как вокруг арены в цирке. «Ареной» будет служить рампа для входа и выхода, а кабина пилотов может находиться над ней. Если заявка будет одобрена, то это, конечно, не значит, то строительство таких самолетов сразу начнется. Но сама заявка на патент – важный знак того, что Airbus считает нужным создавать авиалайнеры нового дизайна.

Чем не устраивают салоны настоящего?

Если посмотреть на изящный В-787 или гигантский А-380, то становится понятно, что такие самолеты работа многих сильных авиационных инженеров. Но, к сожалению, на сегодняшний день нет прорыва в авиастроительстве. Сложно представить будущее коммерческой авиации без развития.

Прошло достаточно времени после того, как появились первенцы в реактивной пассажирской авиации: французский Caravelle, британский Comet, американский Boeing 707 и советский Ту-10.

Однако внешний вид самолетов почти не менялся. Схожая внешность – результат принципа конструкции и необходимости создать в пассажирском салоне более высокое давление, чем во внешней среде.

Конструкция и принципы полета авиалайнеров

Пассажиры и груз находятся в трубе, которая опирается на крылья, когда он находится в полете. Чтобы не упасть, у трубы должен быть стабилизатор – противовес, который не будет давать самолету наклониться слишком сильно вперед носом. Конструкция устроена по принципу рычага, чем дальше хвост самолета от крыльев, тем меньшего размера он должен быть.

Крылья авиалайнера всегда стремятся вверх, фюзеляж тянет крылья вниз. Инженеры сделали крылья прочными, чтобы они могли выдерживать турбулентность. Получается, что, чем больше самолет, тем больше нагрузка. Большие самолеты нужны гражданской авиации: чем больше самолет, тем больше пассажиров в него сможет поместиться. Большой самолет требует много топлива. Скорее всего, самолеты будут продолжать летать на керосине еще достаточно долго. Большие самолеты одновременно находятся в небе в ограниченном количестве, их движением становится проще управлять. Много положительного в том, чтобы строить массивные авиалайнеры. Но у материалов, из которых строят самолеты, имеется свой предел прочности. Фюзеляж опирается на тонкие крылья, поэтому у инженеров давно появилась мысль отказаться от самолетов с фюзеляжем.

Сначала была плоскость…

Около века назад, до того, как началась Первая мировой война, авиация представляла собой смесь спорта и аттракциона. Самолеты того времени называли «этажерками», потому что это были сложенные плоскости, в которые устанавливали кресло пилота и мотор.

Стабилизатор располагался на рейках или перед местом пилота, или за ним. Такие конструкции сложно назвать самолетами, они больше напоминали воздушных змеев с моторами. На самолетах организовывались прогулки в хорошую погоду. Фюзеляж отсутствовал, и люди наслаждались открывающимся видом с высоты.

Но пришла война, и настало время гонки вооружений, самолет должен был быстро летать. Каркас из реек стали обтягивать тканью для уменьшения сопротивления воздуха. Постепенно появился фюзеляж, конструкция, в которой могли расположиться пилоты и пассажиры, и груз. Прорывом в самолетостроении стали самолеты Игоря Сикорского, это были первые многомоторные машины в мире: «Илья Муромец», «Русский витязь». Эти самолеты появились еще в 1913 году. «Илья Муромец» стал основой, от которой в дальнейшем отталкивались авиаконструкторы.

Математики, инженеры, физики того времени задавались вопросами аэро- и гидродинамики, постоянно изучая профили крыльев. Николай Жуковский стал одним из соавторов первых теорий, которые объясняли теорию полета. Его вклад в развитие самолетостроения стал фундаментальным, несмотря на то, что прошло уже более века. Жуковский еще тогда предлагал отказаться от фюзеляжа, когда изучал преимущества, а также недостатки толстых крыльев.

Полет на одном крыле

Эта схема называется «летающее крыло», она еще в 20 годах прошлого века привлекала внимание инженеров. У схемы есть достоинства, при наличии толстого крыла фюзеляж становится ненужным. Получается, что крыло само представляет собой фюзеляж. Внутри крыла много места, чтобы разместить равномерно полезную нагрузку. Прочность летательного аппарата сохраняется, а вес его уменьшается. Посадочная и взлетная скорости уменьшаются тоже.

«Летающее крыло» испытывали и в России, в Германии, но конструкция не стала распространенной по причине того, что не могло развивать большую скорость. Таким «самолетом» сложно было управлять, отсутствие вертикального киля и стабилизатора приводило к тому, что конструкцию начинало сильно качать.

Американец Джон Нортроп не оставил идею развития «летающего крыла», после окончания Второй мировой войны он создал прототип бомбардировщика YB-49, который был способен вместить экипаж из семи человек, и имел максимальный взлетный вес равный 88 тоннам. Самолеты В-2 и YB-49 - идеальные «летающие крылья». Но программу остановили, этими самолетами было сложно управлять. С появлением компьютеров, стало проще управлять такими самолетами, и появился знаменитый бомбардировщик В-2, который уже выпускается серийно.

Прорыв рядом

Инженеры постепенно складывают пазл «идеальной машины». Иногда инженерные находки обнаруживаются в прошлом, например, вертикальный киль. Бомбардировщику «Стелс» он не требуется, зато для гражданского авиалайнера четкое присутствие на радаре – преимущество.

Еще один пример нестандартного подхода - российский проект ЭКИП. Самолет напоминает внешне медузу, у которой есть небольшие крылья, сзади прикреплен киль и стабилизатор. Крылья требуются для управления, но и сам аппарат можно считать крылом. Этот летательный аппарат решает проблему толстого крыла, у которого образуются турбулентные потоки на задней кромке. Из-за их отсутствия ЭКИПы взлетают и садятся с малой скоростью до 150 км/час. Но идея не получила распространения, Саратовский авиазавод, где начиналась разработка, ликвидирован. Уцелевший ЭКИП передали в Военно-технический музей, который находится в Черноголовке. Задумка ЭКИПа может не пропасть, в начале 21 века интерес к проекту проявляли различные страны, США не стали исключением. Проектом инженеры смогли доказать, что такой летательный аппарат может существовать.

В ноябре 2003 года в журнале Popular Science был опубликован материал, который был посвящен революционному самолету от компании Boeing – 797 модель. Этот лайнер, рассчитанный на 1000 пассажиров должен был быть ответом на А-380. Однако вскоре стало понятно, что материал был фальсификацией, но он основывался на разработках NASA, которая занимается концепцией гибридного «летающего крыла». NASA хочет разработать летательный аппарат, который сможет перевезти до 800 пассажиров на расстояние до 10 тысяч километров. При этом у такой модели аэродинамическая эффективность выше, чем у обычного лайнера, так показали исследования.

В 2013 году закончился очередной цикл испытаний Х-48 версии «С», у аппарата вертикальные рули, винглеты на законцовках крыльев, основой его стал дельтовидный корпус, который выполняет роль крыла. Х-48С – гибрид «летающего крыла» и самолета, который соединил в себе достоинство обоих.

Можно сказать, что европейцы с заявкой на новый салон присматриваются к заокеанским конкурентам. Есть аппараты, где можно применить такой салон, хотя они строятся пока не в России.