L-2000
Сверхзвуковой пассажирский самолет

    Фирма Lockheed начала исследования по созданию сверхзвукового пассажирского самолета (СПС; SST) в 1956 г., ранее чем большинство ее конкурентов. Имея большой опыт в разработке как сверхзвуковых самолетов (F-104, SR-71), так и пассажирских лайнеров (Electra и Constellation), фирма надеялась на успех.
    Работы велись под лозунгом "simpler, safer, better" (проще, безопасней, лучше). Так проблему смещения аэродинамического фокуса при переходе через скорость звука Lockheed пытается решить чисто аэродинамическими средствами, без перекачки топлива (Concord) или использования крыльев изменяемой геометрии (Boeing 733). Первоначальный проект SST представлял собой утку с трапециевидным крылом. В последующие 5 лет он претерпел значительные изменения. Так к 1960 г. крыло приобрело дельтавидную форму, а к 1962 - "двойной дельты".
    Создание в 1962 г англо-французского консорциума по проекту «Конкорд», усилило конкуренцию в создании СПС. Реакция правительства США была незамедлительной, и уже в январе 1963 г. начал работать комитет (во главе с вице-президентом США), координирующий программу создания пассажирского самолета с крейсерской скоростью, соответствующей М= 2,7-3,0, и дальностью не менее 6400 км.
    К этому времени Lockheed окончательно отказывается от схемы "утка" в пользу "бесхвостки" с крылом "двойная дельта". Для создания этой "простой" на вид компоновки потребовалось пять лет исследований, тысячи часов продувок в аэродинамической трубе, и миллионы долларов.
    В 1963 г. три фирмы представили в FAA (Федеральное управление гражданской авиации) эскизные проекты. Проект фирмы Lockheed существенно превосходил ближайшего конкурента - Boeing 733. Самолет был быстрее (М=3 против М=2.7), нес большее число пассажиров (210 против 150), был более эффективен (аэродинамическое качество 7.25 против 6.75) и был проще и легче в производстве. Однако, очевидно, и он не удовлетворил требования FAA к SST. Проект фирмы «Норт Америкен» был отклонен, а Boeing и Lockheed в апреле 1964 были допущены к дальнейшим разработкам - стадии IIA.
    Проведя множество продувок и компьютерное моделирование, Lockheed продолжило работу над формой крыла, ввело его "крутку". По сравнению с моделью "стадии I" площадь крыла была увеличена с 778,6 до 839,6 м², что позволило увеличить высоту крейсерского полета и снизить посадочную скорость. Улучшилась форма фюзеляжа и мотогондол. В результате аэродинамическое качество возросло с 7.25 до 7.94 (почти на 10 %).
    Изменился и профиль полета. Если на "стадии I" планировалось переходить "звуковой барьер" на высоте 10,6 км, то крыло увеличенной площади позволяло увеличить эту высоту до 13,7 км, что минимизировало "звуковой удар". Ранее неблагоприятные погодные условия могли вынудить переходить "скорость звука" на высоте 7,6 км, что повышало уровень шума до 6 psf - в 3 раза выше норм FAA.
    Самолет получил наименование L-2000, что отражало его крейсерскую скорость 2000 миль/час (М=3). Lockheed представил 3 варианта лайнера: "малый международный" L-2000-1 (170 пасс.), "большой международный" L-2000-2 (221 пасс.) и "внутренний" L-2000-3 (250 пасс.). При одинаковом максимальном взлетном весе последние варианты имели меньшую дальность, в то время как L-2000-1 должен был совершать межконтинентальные рейсы (до 4000 миль).
    Число поверхностей управления на L-2000 было всего 16 (у B-2707 - 59) - элевоны на задней кромке крыла и трехсекционный руль поворота на вертикальном хвостовом оперении. Основное шасси состояло из двух 6-колесных тележек, с размером шины как у DC-8. На передней опоре - два колеса меньшего диаметра. Нос стал отклоняющимся со скользящим щитком, который защищал кабину от нагрева при полете со скоростью М=3 и снижал шум в кабине. В кабине размещалось 2 пилота и место для запасного. Пассажиры в салоне диаметром 3,35 м размещались по пять в ряд, подобно DC-9/MD-80. Шаг кресел - 86 см с возможностью изменения в большую или меньшую сторону. Пространство выше и ниже салона могло использоваться для пассажирского багажа, почты, или груза. Как в проекте Boeing, L-2000 был построен главным образом из титанового сплава, чтобы противостоять нагреву до более чем 600º на скорости М=3. Кабина, стенки фюзеляжа, грузовые отсеки, и отсеки шасси охлаждались воздухом, с тем, чтобы температура в них не превышала допустимой.
    L-2000 оснащался четыремя ДТРД Pratt & Whitney JTF17 с малой степенью двухконтурности, которые размещались на задней кромке крыла, между элевонами, в отдельных гондолах с небольшим лобовым сопротивлением. Тщательно подобранные места крепления двигателей снижали вероятность повреждения их посторонним предметом от передней или основной стоек шасси (при взрыве шины, водной струе, или камней, вылетевших из под колес). Размещение двигателей также снижало шум в кабине и звуковую "усталость" на фюзеляже. Воздухозаборники были расчитаны на работу при больших углах атаки и крена, давая широкие возможности для маневрирования. Наиболее важно, что они имели "автозапуск", т.е. для формирования ударной волны на входе не использовались регулируемые устройства, такие как регулируемые панели в воздухозаборнике "Конкорда" или подвижные конусы на Boeing 2707. Сопла двигателей L-2000 оснащались реверсом тяги.

    Профиль полета L-2000 был также относительно прост. После взлета и маневрирования на малой высоте в течении пяти минут, SST поднимался на высоту 13,7 км, где разгонялся до сверхзвуковой скорости. Начальная высота крейсерского полета со скоростью М=3 была 21,8 км, а к концу сверхзвукового полета, по мере выгорания топлива, высота увеличивалась до 23,3 км. Снижение планировалось таким образом, чтобы, ограничить звуковой удар величиной 1.5 PSF. Запас топлива предусматривал возможность повторных заходов на посадку или уход на запасной аэродром на дальности до до 300 миль.
    Несмотря на явное лидерство L-2000 по сравнению с Boeing 733, Lockheed продолжило развитие проекта, создав L-2000-7A и -7B.

• L-2000-7

Источники информации:

• "simpler, safer, better": the Lockheed L-2000 / SST: The Supersonic Transport /
• Super-Sonic Airliners

Помогали:

• Gregory Omelchenko