Concorde
сверхзвуковой пассажирский самолет
Начатые в 1955 г. в Великобритании и в 1956 г. во Франции исследовательские работы по
созданию сверхзвукового пассажирского самолета завершились в 1959-1961 гг.
разработкой проектов ВАС-223 фирмы «Бристоль»
(в 1960 г. вошла в состав корпорации ВАС) и «Сюпер-Каравелла»
фирмы «Сюд авиасьон» (SNCASE; в 1970 г. вошла в состав
государственного объединения «Аэроспасьяль», SNIAS). Исходя из финансово-экономических соображении,
было решено объединить усилия. Переговоры прошли на удивление быстро и успешно, особенно учитывая традиционную остроту конкуренции между английскими и французскими авиаконструкторами.
29 ноября 1962 г. в Лондоне было подписано соглашение между правительствами Франции и Великобритании о совместном
строительстве 100-местного пассажирского самолета со сверхзвуковой скоростью и трансатлантической дальностью, получившего имя «Concorde», что в переводе на русский означает «Согласие».
На день ранее подписанное соглашение между ВАС и «Сюд авиасьон» предусматривало, что обе фирмы будут координировать проектные,
исследовательские и конструкторские работы нескольких десятков фирм обеих стран.
Предполагалось, что около 67% объема работ над конструкцией двигателя и
около 40% работ над конструкцией планера (носовая и хвостовая части фюзеляжа,
вертикальное оперение, воздухозаборники, электрооборудование и системы: противообледенительная, кислородная, противопожарная, а также отдельные узлы
кондиционирующей и топливной систем) достанется на долю британских предприятий, а около 60% работ над планером (центральная часть фюзеляжа, крыло
с элевонами, шасси, система управления, выходные устройства двигателей, гидравлическая система, радиооборудование, радиолокационное и навигационное
оборудование, а также оставшаяся часть системы кондиционирования и топливной системы) и около 33% работ над двигателем выпадет на долю французских фирм.
Разработку реактивных двигателей «Олимп» 593 вели двигателестроительные фирмы Rolls-Royce («Роллс-Ройс»; Великобритания) и SNECMA («Снекма»; Франция).
Согласованный график работ предусматривал облет опытного образца в 1966 г., облет предсерийного самолета в 1967 г., серийного в 1968 г.
и выпуск первых самолетов на линию в 1970 г.
Было принято обязательство, в силу которого обе страны в равной степени примут участие в покрытии затрат,
связанных с опытно-конструкторскими работами, строительством опытных образцов и подготовкой серийного производства. При этом предполагалось, что стоимость
работ по созданию самолета (в течение 8 лет) составит 170 млн. ф.ст., а цена самолета не будет превышать 10 млн. долл.
Согласно проекту, предусматривалось, что самолет будет перевозить 90-110 пассажиров на расстояние ~ 4500 км со скоростью порядка М =
2,2.
Для сверхзвукового крейсерского полета на большой высоте требуется высокое аэродинамическое качество при умеренной подъемной силе. Такое сочетание достигается применением крыла очень малого удлинения. Англо-французская команда проектировщиков рассмотрела целый ряд аэродинамических схем и форм крыла. Прорабатывался даже вариант с крылом изменяемой стреловидности.
В результате остановились на схеме «бесхвостка» с очень тонким крылом оживальной формы и отношением корневой хорды к размаху порядка 1.5. Профиль крыла в корневом сечении имел обратную кривизну, а носки законцовок - выраженную крутку, что улучшало поперечную устойчивость и взлетно-посадочные характеристики.
Конфигурация была детально изучена, модели «Конкорда» продули в дозвуковых и сверхзвуковых аэродинамических трубах. Для «обкатки» крыла на натурном самолете фирма «Хендли Пэйдж» построила
дозвуковую «летающую лабораторию» HP.115, а фирма Бритиш Эркрафт - сверхзвуковую (самолет-аналог) с оживальным крылом, в целом повторявшим крыло нового авиалайнера. Одноместный экспериментальный самолет ВАС 221
имел более узкий, чем у Конкорда, диапазон исследуемых скоростей - от посадочных до 1700 км/ч, но начатые в мае 1964 испытания затянулись на несколько лет. Французы же для обучения будущих пилотов Конкорда использовали истребитель Мираж IIIB с доработанной системой управления.
После выбора конфигурации встала проблема обеспечения устойчивости и балансировки. Она была решена путем внедрения в конструкцию балансировочных баков, размещенных в передней части крыла и в хвостовом конусе. На разных режимах полета некоторое количество топлива перекачивалось из одной группы балансировочных баков в другую, смещая центр масс в соответствии со скоростью и положением аэродинамического фокуса крыла.
В 1966 году проектирование самолета было закончено. Полумонококовый фюзеляж состоял из
восьми секций и носового конуса, отклонявшегося вниз при рулении и на взлетно-посадочных режимах для улучшения обзора из кабины летчиков. В пассажирском салоне размещалось 118 пассажирских кресел по схеме «2+2». Габариты салона почти не отличались от общепринятого стандарта для узкофюзеляжных самолетов типа «Каравелла» или «Боинг-707».
Разработка принципиально нового лайнера заняла довольно короткий период: совместная работа англо-французской команды проектировщиков длилась с 1962 по 1966 год. Это стало возможным благодаря практически полному отсутствию разногласий, а также в связи с наличием и у тех, и у других огромного технического задела в аэродинамике и проектировании сверхзвуковых самолетов.
В середине 1966-го (в феврале 1965 г.) началась сборка прототипа «Конкорда». Производство основных узлов и агрегатов поделили между Англией и Францией примерно поровну: носовая часть фюзеляжа, передняя секция гермокабины, хвостовой конус, киль с рулем направления, а также двигатели и их гондолы изготовлялись на заводах фирмы ВАе в Англии, а средняя часть фюзеляжа, крыло и шасси - на заводах «Сюд Авиасьон» и «Дассо» во Франции. Окончательная сборка «Конкордов» происходила на заводе «Сюд Авиасьон» в Тулузе и на английской фирме ВАС.
По мере развития самолета, он подвергся значительным изменениям, в результате чего изменились не только
габариты, масса и характеристики, но и стоимость программы и цена самолета. В проекте «Сюпер-Каравелла» предполагалось, что взлетная масса самолета составит
92 000 кг, а «Конкорд» - 130 000 кг. В действительности взлетная масса первого опытного образца составила
148 000 кг, а в процессе доработок она возросла до 156 000 кг.
В начале 1969 г. опытный «Конкорд» с номером 001 и буквенным кодом F-WTSS был построен. Правда, на самолете еще отсутствовали так называемые «амбарные двери» - створки дополнительного забора воздуха для двигателей. Не был готов и задний балансировочный бак в хвостовом конусе. Но все же дозвуковые испытания решили начать с недоделками.
2 марта 1969 года «Конкорд» с экипажем из четырех человек под руководством шеф-пилота фирмы «Аэроспасьяль» Андрэ Турка вырулил на самую длинную полосу заводского аэродрома в Тулузе и пошел на взлет. Пробежав по полосе ровно полтора километра, машина оторвалась от бетона. «Конкорд» набрал высоту 3050 м и скорость 463 км/ч. Уборка и выпуск шасси прошли без проблем, система подъема носового конуса в полете не задействовалась.
«Конкорд» уступил пальму первенства советскому лайнеру Ту-144, впервые взлетевшему 31 декабря
1968 г. Но первый полет европейского СПС был достижением сам по себе, ведь проект его американского соперника, Boeing 2707-300, был остановлен на стадии макета, несмотря на огромные финансовые издержки.
Во втором полете «Конкорда», состоявшемся 2 марта, испытали привод отклонения носового конуса: он был переведен из полностью опущенного положения в промежуточное и обратно.
В конце мая «Конкорд» впервые «вышел в свет», перелетев из Тулузы на авиасалон в Ле Бурже. Как говорится, восторгу публики не было предела.
В большинстве испытательных полетов «Конкорд» сопровождали два самолета: Армстронг Уитворт «Метеор» NF. 11 и Моран-Солнье 760 «Пари», с которых велась киносъемка.
Программа летных испытаний проходила без особых накладок: расчеты аэродинамиков о хорошей устойчивости, управляемости и топливной эффективности «Конкорда» на дозвуковых скоростях полностью подтвердились. В июне 1969 г. к программе подключился второй опытный образец (номер 002), построенный в Англии
и совершивший первый полет 9 апреля в Бристоле. Британская часть программы летных испытаний проходила на авиабазе Фэйрфорд в графстве Глостершир.
В том же месяце «Конкорд дубль 2» выполнял и чисто «представительские» функции: участвовал в очередном салоне в Ле Бурже, а затем был показан лондонцам, пролетев над Букингемским дворцом.
С июня по август обе машины прошли сложнейший этап программы: испытания на флаттер. К этому времени «Конкорды» все еще не были готовы к штурму звукового барьера: их не оснастили створками дополнительного забора воздуха. Только в августе «амбарные двери» были, наконец, установлены и испытаны на земле. Эти агрегаты выполняли двойную функцию: во-первых, они играли роль дополнительных воздухозаборников на малых скоростях полета, открываясь вниз-вперед, а во-вторых, что более важно, - обеспечивали отвод воздуха от входа в отказавший двигатель на сверхзвуке, открываясь при этом вниз-назад. «Двери» имели весьма сложный привод.
К осени 1969-го, стало ясно, что штурмовать звуковой барьер уже можно. И 1 октября самолет 001 перешел на сверхзвук. «Конкорд» достиг числа Маха 1.05 и держал эту скорость в течение 9 минут. В дальнейшем испытания проходили на удивление гладко. Разве что в одном из полетов отказал бортовой самописец.
12 ноября «Конкорд» совершил первую ночную посадку. Это было своеобразным признанием полной безопасности нового самолета. В декабре летчики из нескольких авиакомпаний - наиболее вероятных заказчиков «Конкорда» - получили возможность сесть за штурвал новой машины и совершить на ней
ознакомительные полеты. Все они дружно отметили, что «самолет очень приятно и просто пилотируется, без каких-либо избыточных нагрузок на летчика даже в условиях имитации отказов, в связи с чем при переучивании гражданских пилотов никаких проблем не возникнет».
17 декабря самолет номер 001 выполнил свой сотый полет, завершив первый этап программы испытаний. К тому времени «Конкорд» перевез уже первого гражданского
пассажира - министра финансов Франции Валери Жискар Д'Эстена, будущего президента республики.
В конце января 1970 г. самолеты вновь поставили на доработку. На них установили все агрегаты управления воздухозаборниками и модернизированную систему управления, позволявшую достичь скорости в два Маха.
Историческое событие состоялось 4 ноября 1970 года: самолет 001 набрал высоту 15300 м и разогнался до числа М=2. Полет с этой скоростью продолжался 53 мин. На тот же день был запланирован и выход на два Маха самолета 002, но его пришлось отложить: в ходе разгона загорелась сигнальная лампочка пожара двигателя. Это было ложное срабатывание, однако полет прервали. Британский «Конкорд» достиг желанного рубежа лишь через неделю.
В последующих полетах французский «Конкорд» установил несколько неофициальных рекордов: в частности, мировой рекорд пребывания на сверхзвуке - 1 час 29 мин,
рекорд скорости с двумя отключенными двигателями - М=2.0, а также рекорд высоты полета с двумя отключенными двигателями - 15250 м.
К Новому году совокупный налет «Конкордов» составлял уже более 370 часов, из них 12 - на скорости, соответствующей числу М=2. За это время подавляющее большинство бортовых систем самолета признали годными к службе, в том числе и сложнейшие устройства привода каналов воздухозаборников. Усталостные испытания также дали положительные результаты, но все же максимальную скорость на всякий случай решили уменьшить с М=2.2 до М=2.02. При этом температура обшивки самолета от кинетического нагрева в критических точках упала на 26 градусов.
Под Рождество британский «Конкорд» установил неофициальный рекорд высоты для пассажирских машин: разогнавшись до двух Махов, он «заскочил» на динамический потолок - 17600 метров.
Новый, 1971 год начался для французского «Конкорда» с аварии, самой серьезной за всю программу испытаний. 26 января на скорости М=1.98 из-за помпажа отключились третий и четвертый двигатели. Затем отказал привод передней рампы воздухозаборника четвертого двигателя, из-за чего рампу сорвало и засосало в канал. Двигатель «наглотался» металлических обломков, и все попытки вновь запустить его были тщетны. Но третий «движок» в конце концов все же заработал, и самолет вернулся в Тулузу.
Обе машины опять поставили на доработку, чтобы свести вероятность помпажа к минимуму. Также усилили конструкцию и узлы навески передних рамп воздухозаборников.
Работы завершились 15 апреля, после чего самолеты возобновили программу испытаний. Испытательные полеты подтвердили эффективность принятых мер.
7 мая самолет 001 выполнил рейс с почетным пассажиром - президентом Франции Жоржем Помпиду, а 25 мая - совершил первый международный перелет по маршруту Париж - Дакар. По возвращении он предстал перед публикой на авиасалоне в Ле Бурже.
Наконец, в июле 1971 года программа летных испытаний и доводки «Конкорда» успешно завершилась. Настала пора начинать кампанию по его рекламе. 4 сентября «001» вылетел в первое коммерческое турне по маршруту Тулуза - Рио-де-Жанейро - Сан-Паулу - Буэнос Айрес. За 15 дней было выполнено 16 демонстрационных полетов и перевезено (в рекламных целях) 117 пассажиров. Все перелеты выполнялись строго по графику, что рассеяло последние сомнения в возможности интеграции «Конкорда» в мировую сеть воздушных перевозок. Обслуживание самолета при отсутствии специальной аэродромной техники, оставшейся в Тулузе, также не вызывало никаких проблем.
По возвращении из Южной Америки на «Конкорд» установили новую переднюю кромку крыла, разработанную для серийного самолета. Полеты были возобновлены 29 ноября. Затем последовала серия ознакомительных полетов с летчиками различных авиакомпаний. К маю 1972 года «Конкорды» налетали уже 1000 часов.
Разрешенную крейсерскую скорость решили увеличить до М=2.1. Это число Маха было достигнуто 9
октября 1972 г. на самолете 001. А 12 октября, во время набора высоты с большой дозвуковой скоростью на том же самолете произошел отказ двигателя из-за разрушения вала турбокомпрессора высокого давления. Двигатель отключился автоматически. Возврат на аэродром прошел без проблем.
Последней миссией французского «Конкорда» стало использование в качестве летающей обсерватории для наблюдений солнечного затмения. На борту установили солнечный телескоп и другую астрономическую аппаратуру. 30 июня 1973 г. семеро английских, французских и американских ученых с высоты 15 километров производили наблюдения и съемки затмения. После этого активная карьера первого опытного «Конкорда» подошла к завершению: 19 октября самолет перегнали в Ле Бурже и передали в Национальный Авиационный музей.
Финал карьеры самолета 002 оказался более насыщенным. 2 июня 1972 года британский «Конкорд» отбыл в рекламное заграничное турне по странам Ближнего и Дальнего Востока с посещением Австралии. В общей сложности самолет произвел 32 полета общей продолжительностью свыше 70 часов, из них 23 часа - на сверхзвуке. «002» посетил 12 стран, пролетел около 74000 километров, перевез более 200 пассажиров.
«Круиз» завершился 1 июля. Его коммерческие результаты стали куда более впечатляющими, чем в южноамериканском турне французского «Конкорда».
С авиакомпаниями «Бритиш Эйруэйз» (бывшая ВОАС) и «Эр Франс» были заключены контракты на поставку пяти и четырех самолетов, а китайская авиакомпания СААС подписала протокол о намерении купить три машины. Правда, в дальнейшем китайцы по какой-то причине отказались от сделки.
В начале сентября «Конкорд» ежедневно представлял в полете достижения британской авиапромышленности на выставке в Фарнборо. Там же был подписан протокол о намерениях по закупке двух «Конкордов» с иранской авиакомпанией «Иран Эйр».
В августе 1975 г. «002» принимал участие в английской авиационной выставке в Вестоне. При выпуске шасси в конце одного из демонстрационных полетов левая основная стойка не встала на замок из-за разрушения крепежного болта тяги уборки-выпуска. В результате стойка не зафиксировалась в поперечной плоскости. Посадка, тем не менее, прошла успешно благодаря мастерству пилота, шефа британской команды испытателей «Конкорда» Джона Кокрэйна. Он сумел перенести тяжесть самолета на аварийную стойку лишь в конце пробега, когда крыло уже перестало создавать подъемную силу.
В течение сентября конструкцию шасси доработали, чтобы не допустить повторения подобных аварий. Из-за ремонтных работ самолет не смог принять участия в авиавыставке в Фарнборо. По завершении работ «Конкорд» перелетел в Йеовилтон, заняв почетное место в экспозиции Музея морской авиации.
 |
| Серийные Конкорды |
|---|
Источники информации:
- «Согласие на сверхзвук» / И.Кудишин. Авиамастер 1.2001 /
- «Энциклопедия вооружений» / «Кирилл и Мефодий», 1998 - CD-ROM /
- «Сверхзвуковые самолеты» / Э.Цихош /
- «Летательные аппараты нетрадиционных схем» / П.Бауэрс, 1991 /
- «Развитите самолетов мира» /Р.И.Виноградов, А.Н.Пономарев, 1991 /
- CONCORDE Site
- Concorde SST
- Concorde
- Concord (Flugzeug)
- NOVA Online Supersonic Spies