Kraków 2016-09-23
Zarys historii nawigacji lotniczej 1980r.-1990r.
Samoloty naddźwiękowe pasażerskie.
Część 3.
Konstrukcje po 1972 roku.
W USA w 1972 roku, zakończyła się pewna epoka. Zwycięzca konkursu z 1966 roku, Boeing 2707-200 musiał znacznie przebudować swój projekt, tworząc Boeing 2707-300, który bardzo przypominał konkurenta Lockheed L-2000. Dziesięcioletnie prace nie zostały zakończone sukcesem. Nie oznacza to jednak, że Amerykańskie firmy całkowicie zrezygnowały z samolotów komercyjnych naddźwiękowych. Przyszedł nowy etap.
McDonnell Douglas. Projekt AST.
Pomimo upadku programu SST inne firmy lotnicze w USA, jeszcze w 70-latach XX wieku, powróciły do koncepcji naddźwiękowego samolotu pasażerskiego. Najbardziej obiecujący był projekt firmy McDonnell Douglas oznaczony AST (Advanced Supersonic Transport). Samolot miał zabierać na pokład 237 pasażerów, mieć zasięg 4 400 NM (8 148,8 km) i mieć prędkość przelotową Ma 2,2.
Projekt był bardziej konserwatywny od poprzedników. Zastosowano układ klasyczny. Skrzydła o obrysie podwójnej delty, wyposażone w bogatą mechanikę. Klapy lub skrzela na krawędzi natarcia. Na krawędzi spływu; ster-lotki i klapy. Przerywacze na górnej powierzchni płata. Usterzenie poziome typu pływającego z podziałem na stery i stateczniki. Nadal korzystano z koncepcji reguły pól. Dlatego kadłub samolotu uzyskał przewężenie. Dodatkowo oś kadłuba miała być wygięta w kształcie spłaszczonej litery S (pochylony przód i wzniesiony tył). Taki układ pozwalał na zmniejszenie oporu płatowca, a przez to użycie silników o mniejszej mocy.
Co ciekawe zrezygnowano z prędkości przelotowej rzędu Ma 2,5-3,0. Było to podyktowane ograniczeniem wzrostu zewnętrznej temperatury poszycia samolotu, a przez to chęcią użycia tańszych materiałów (stopy aluminium) zamiast drogiego tytanu.
Program skończył się zanim zszedł z desek kreślarskich.
Aerospatiale. 1985 rok.
Początkowo, francuscy konstruktorzy skupili się na opracowaniu nowego wariantu samolotu Concorde, który oznaczono roboczo Concorde B. Płat miał otrzymać mechanizację na krawędzi natarcia. Samolot miał zużywać o 10 % mniej paliwa, dzięki czemu zasięg mógłby wynieść 7 230 km, czyli 930 km więcej. Rozważano podnoszony ogon, aby móc zwiększyć kąt natarcia podczas startu i lądowania. Hałas obniżony o 10-12 dB.
Aerospatiale i British Aerospace. 1985 rok.
Projekt ATSF (Avion de Transport Supersonique Futur).
Projekt francuskiej firmy Aerospatiale oznaczony ATSF (Avion de Transport Supersonique Futur) powstał na bazie doświadczeń zebranych przez 15 lat od momentu oblatania samolotu Concorde. Do programu włączyła się także brytyjska firma British Aerospace i projekt określono jako samolot naddźwiękowy II generacji. Jednak tym razem, nadrzędnym celem było sprawdzenie, czy podjęcie ewentualnego ryzyka będzie opłacalne? Czy ponownie napotka się niespodziewane trudności ze strony ekologów. (Przypominamy, że ekologia nie jest to samo co ochrona środowiska). Konstruktorzy znając trudności związane z budową konstrukcji Concorde, postanowili pozostać w granicach prędkości przelotowych Ma 2,0 – Ma 2,2. Dodatkowo ustalono granice prędkości przelotowej zakresu poddźwiękowego na Ma 0,95. Skupiono się na powiększeniu liczby zabieranych na pokład pasażerów. Ich liczba miała wynieść 200-300 osób. Zwiększenie zasięgu do około 8 000 km, z których około 1 000 km będzie pokonywane z prędkością poddźwiękową. W konstrukcji jak najszerzej miano wykorzystać znane już, nowe materiały, jak kompozyty węglowe oraz plastyczne formowanie tytanu. Już na etapie programowania samolot miał być cichszy od Concorde o 12-16 % w zależności od fazy lotu. ATSF miał być o 50 % nowocześniejszy technologicznie od Concorde. Samolot miał być sterowany elektronicznie poprzez układy fly-by-wrie. Szeroko miano użyć urządzenia hipernośne, czyli bogatą mechanizacje płata. Wędrówkę środka parcia miały niwelować także wychylane sterlotki. W kabinie załogi ekrany z selektywną prezentacją informacji. Załoga samolotu ograniczona do dwóch pilotów (w Concorde jest trzech). Nowością jest nowa idea napędu; przy prędkości poddźwiękowej silniki pracują jako dwuprzepływowe, a po przekroczeniu bariery dźwięku jako jednoprzepływowe.
Program nowych samolotów swoim zasięgiem wybiegał do 2000 roku. Stworzono trzy kategorie pojemnościowe; 210-300 miejsc, 350-400 miejsc i 500-600 miejsc. Projekt ATSF wpisywał się w pierwszą kategorie.
W okresie 1985 roku, samolot ATSF był w fazie przedprojektowej. Jego dane były wówczas szacunkowe; Masa max 220 000 kg. Powierzchnia płata 500 m kwadratowych. Cztery silniki umieszczono pod skrzydłami w indywidualnych gondolach. Zapewni to lepszy dostęp podczas ich obsługi i wymiany. O 50 % miało zmaleć zużycie paliwa na jednego pasażera na kilometr. Samolot ATSF miał oczywiście korzystać z klasycznych lotnisk i ich dróg startowych oraz stosowanych wówczas urządzeń lotniskowych.
Oblot samolotu ATSF miał nastąpić na przełomie 80/90-lat. Wszystko było zależne od zainteresowania ewentualnych użytkowników. Jednak zainteresowanie było znikome. Program realizowała głównie francuska firma Aerospatiale. Tu prowadzono badania laboratoryjne, kreślono pierwsze rysunki i testowano modele. Brytyjczycy byli gotowi przystąpić do pracy na takich samych zasadach jak przy programie Concorde. Mimo to francuzi zaglądali za Wielką Wodę, szukając firm chętnych do współpracy. Nikogo nie znaleziono.
Lockheed.
Firma Lockheed w połowie 80-lat także powróciła do prac nad komercyjnym samolotem naddźwiękowym. Prowadziła prace badawcze i przedprojektowe nad samolotem dla 230 pasażerów, o zasięgu 4 800 NM (7 724 km) i prędkości przelotowej Ma 2,7. Rozpatrywano dwa warianty; napęd klasycznym paliwem lotniczym lub ciekłym wodorem. W pierwszym przypadku masa paliwa stanowiłaby 53 % masy całkowitej samolotu, ładunek użyteczny 6 % masy całkowitej samolotu, czyli 340 000 kg. W drugim przypadku masa całkowita samolotu wyniosłaby tylko 173 000 kg. W tym przypadku masa paliwa to także 53 % całości, a 12 % to ładunek użyteczny.
Samoloty pod-orbitalne. 80-lata XX wieku.
Samoloty pod-orbitalne inaczej zwane hiperdźwiękowymi, to grupa maszyn komercyjnych, która nie doczekała się nawet jednego prototypu. Pomimo, że powstało kilka obiecujących projektów, a przewidywany czas wprowadzenia ich do służby to początek XXI wieku. Mało tego. Dla tych samolotów, w świecie lotniczym, szybko przylgnęła chwytliwa nazwa – Orient Ekspres.
Sukces Amerykańskiego Promu Kosmicznego, zwrócił uwagę konstruktorów na możliwość budowy samolotów komunikacyjnych o prędkości przelotowej rzędu Ma 5,0 – Ma 7,0, które poruszałyby się na pułapie 30 000 m (a niewykluczone, że nawet 100 000 m), i w ciągu 90-120 minut osiągałyby dowolne lotnisko na Ziemi. Co ważne, technicznie istniały możliwości zrealizowania takich projektów.
Aerodynamicznie konstrukcje te były już rozpracowane. Nagrzewanie aerodynamiczne podczas lotu także zostało opanowane; poprzez stosowanie stopów żaroodpornych (metalowych, ceramicznych, węglowych itp.) lub systemów czynnego chłodzenia. Również poradzono sobie z zespołami napędowymi; były projekty które w jednym zespole napędowym łączyły klasyczny silnik turboodrzutowy, silnik strumieniowy i silnik rakietowy. Rozwiązano kwestie paliwa (uszlachetniona nafta lotnicza lub ciekły wodór).
Mimo wielu papierowych projektów, żaden komercyjny samolot pod orbitalny nie powstał. Powodem był brak zainteresowanie się tymi projektami przewoźników lotniczych. Ostatecznie programy zostały zamknięte z końcem XX wieku.
Opracował Karol Placha Hetman