Сверхзвуковая крейсерская скорость

Эта статья находится на начальном уровне проработки, в одной из её версий выборочно используется текст из источника, распространяемого под свободной лицензией
Материал из энциклопедии Руниверсалис
(перенаправлено с «Суперкрейсерская скорость»)

Сверхзвуковая крейсерская скорость, или Суперкрейсерская скорость (калька англ. cruise speed, англ. supercruise) — сверхзвуковая скорость движения воздушного судна на крейсерском режиме полёта[1].

Перспективный самолёт фронтовой авиации Су-57 (Т-50). Оснащённый так называемыми «двигателями 2-го этапа», способен поддерживать режим суперкрейсерской скорости без форсажей

Наименование в различных источниках

В различной литературе сверхзвуковая крейсерская скорость упоминается как:

  • «Суперкруз» (англ. supercruise);
  • «Суперкруиз» (англ. supercruise);
  • Суперкрейсерская скорость;
  • Суперкрузная скорость;
  • Суперкруизная скорость.

Виды суперкрейсерской скорости

В зависимости от решаемых задач полёт может выполняться как за минимальное время (крейсерская скорость максимальна, время полёта минимально), так и на максимальную дальность полёта (крейсерская скорость минимальная, расход топлива на 1 км пути минимален). Существует третий режим — режим максимальной дальности и продолжительности полёта (оптимальное соотношение расхода топлива при минимальном времени полёта)[1].

История

При выполнении коммерческих рейсов в авиации крейсерская скорость имеет большое значение, так как позволяет выполнять полёты на максимальную дальность с наименьшим расходом топлива.

Одним из первых самолётов в истории авиации, выполнявших полёт на суперкрейсерской скорости, стал Ту-144, а несомненным лидером по проведённому количеству часов в воздухе на этом режиме — Конкорд. Сверхзвуковая крейсерская скорость Ту-144 составляла 2300 км/ч, а «Конкорда» — 2150 км/ч.

F-22 Raptor способен поддерживать режим суперкрейсерской скорости без форсажей

В военных разработках большое значение уделяется именно созданию двигателей, позволяющих самолёту поддерживать сверхзвуковую крейсерскую скорость на бесфорсажных режимах, поскольку форсаж приводит к повышенному расходу топлива и, как следствие, уменьшению времени для выполнения боевой задачи[2][3][4][5].

Подавляющее большинство военных самолётов не способны развивать число М более 1 в горизонтальном полёте с бесфорсажным режимом работы двигателей, более того сверхзвуковая скорость для многих из них не является крейсерской и может достигаться лишь на коротких участках полёта. МиГ-25 и Lockheed SR-71 Blackbird сконструированы для крейсерского полёта с большими числами М при включённом форсажном режиме двигателей, при этом конструкция их двигателей обеспечивает приемлемую дальность полёта. Дальность полёта МиГ-25 на крейсерской сверхзвуковой скорости 2500 км/ч (М = 2,35) лишь на 230 км меньше, чем на дозвуковой.[6]. Способность поддерживать сверхзвуковую скорость полёта без включения форсажа является обязательным требованием, предъявляемым к истребителю пятого поколения.

Максимальная скорость бесфорсажного полёта для военных самолётов принадлежит истребителю F-22 и составляет 1960 км/ч (М = 1,82)[7]. Пассажирский сверхзвуковой самолёт «Конкорд» летал на бесфорсажном крейсерском режиме с числом М = 2,02 на рекордную дальность более 7000 км. Такая возможность обеспечивалась за счёт относительно низкой степени сжатия в компрессоре двигателя равной 11:1. Низкая степень сжатия разгружает двигатель от излишней тепловой нагрузки на сверхзвуке, когда сжатие воздуха происходит за счёт торможения потока на входе, но делает его менее мощным и эффективным на дозвуковых скоростях, что компенсируется в «Конкорде» за счёт временного включения форсажа. При создании двигателя для военного самолёта конструкторы вынуждены обеспечивать высокие боевые характеристики на дозвуковых скоростях за счёт высоких степеней сжатия, в свою очередь, это делает двигатель излишне теплонагаруженным при попытках обеспечить необходимую тягу для сверхзвукового полёта без включения форсажного режима.

Сложность сверхзвукового полёта без форсажа в том, что реактивный двигатель, поднимаясь на большую высоту в бесфорсажном режиме, активно теряет тягу, но температурный режим турбинных лопаток не позволяет подать достаточное количество топлива и сжечь весь поступающий кислород в камере сгорания, обеспечив прирост тяги. Например для полёта со скоростью М = 1,1 на высоте 11 000 м истребителю МиГ-29 с двумя ракетами Р-60МК требуется около 4800 кг тяги, в то время как максимальная бесфорсажная тяга его двигателей на этой высоте не превышает 2700 кг, а скорость не превышает М = 0,96. Подача топлива в форсажную камеру дожигает избыток кислорода и увеличивает тягу в этой ситуации с 2700 кг до 7500 кг.[8] Истребитель F-35 хоть и относится к 5 поколению, но способен поддерживать сверхзвуковую бесфорсажную скорость полёта М = 1,2 лишь на протяжении 150 миль[9]. Впервые сверхзвуковая скорость горизонтального полёта в бесфорсажном режиме двиагателей была достигнута в 5 августа 1954 года на экспериментальном самолёте Nord Gerfaut[en]. Первым серийным самолётом способным на бесфорсажный сверхзвукой полёт был истребитель—перехватчик English Electric Lightning, его максимальная скорость в горизонтальном полёте без форсажа режима достигала М = 1,2[10]

Самолёты с возможностью бесфорсажного сверхзвука

Военные

Прототипы

Гражданские

См. также

Примечания

  1. ↑ 1,0 1,1 Коллектив авторов. Авиация. Энциклопедия / Свищёв Г.П.. — М. : Большая Российская энциклопедия, 1994. — 736 с.
  2. ↑ Двигатели для истребителей Су-35 прошли испытания. Lenta.ru (7 февраля 2008). Дата обращения: 13 августа 2010. Архивировано 24 сентября 2012 года.
  3. ↑ Научно-производственное объединение «САТУРН». www.npo-saturn.ru. Дата обращения: 24 января 2016. Архивировано 30 января 2016 года.
  4. ↑ Dr C Kopp. Supercruising Flankers?. www.ausairpower.net. Дата обращения: 24 января 2016. Архивировано 25 января 2016 года.
  5. ↑ Dr. Carlo Kopp. International Assessment and Strategy Center > Research > The Flanker Fleet -The PLA's 'Big Stick'. www.strategycenter.net. Дата обращения: 24 января 2016. Архивировано 12 декабря 2015 года.
  6. ↑ Практическая аэродинамика самолёта МиГ-25РБ, Военное издательство Министерства обороны СССР, 1978 год, стр. 240
  7. ↑ Ayton, Mark. «F-22 Raptor». AirForces Monthly, august 2008, p. 75. Retrieved: 19 july 2008.
  8. ↑ Практическая аэродинамика самолёта МиГ-29. Учебное пособие, 1987 год, стр. 150—151
  9. ↑ Tirpak, John The F-35’s Race Against Time. Air Force Association (november 2012). — «while not technically a "supercruising" aircraft, can maintain Mach 1.2 for a dash of 150 miles without using fuel-gulping afterburners». Дата обращения: 4 ноября 2012. Архивировано 8 ноября 2012 года.
  10. ↑ lightning | 1963 | 0596 | Flight Archive. Дата обращения: 1 декабря 2018. Архивировано 5 марта 2016 года.
  11. ↑ "T.O. 1B-70(X)A-1A Flight Handbook Supplement XB-70A " (недоступная ссылка). USAF, Series 25 June 65 (original publication: 31 August 1964) стр. 77-79 .

Литература

Ссылки

Источник — https://xn--h1ajim.xn--p1ai/index.php?title=Сверхзвуковая_крейсерская_скорость&oldid=9516692