Почему пассажирские самолёты летают медленнее, чем раньше
В 1996 году рейс компании British Airways затратил на путь из Нью-Йорка в Лондон рекордно мало времени — всего два часа и 53 минуты. Но сегодня пассажиры, следуя по тому же маршруту, проводят в воздухе не менее шести часов — что почти вдвое дольше. Так почему же в нашем вечно ускоряющемся мире настолько отстаёт в своём развитии гражданская авиация?
Самолёты британо-французского производства «Конкорд» начали перевозить пассажиров ещё в 1970-е годы. Стремительно курсируя между Нью-Йорком, Парижем, Бахрейном и Сингапуром, они развивали скорость свыше 2 000 километров в час — что более чем вдвое превосходило скорость обычного авиалайнера. Но при этом их скорость была где-то на 800 километров в час выше скорости звука. И неожиданно такие полёты создали проблемы для людей на земле. Когда объект перемещается со сверхзвуковой скоростью, он генерирует движущуюся ударную волну, которая называется звуковым ударом. Под её воздействием возникает очень громкий шум, а также трясутся стёкла в окнах и даже обрушиваются несущие части зданий. Поскольку волна от самолёта, летящего на высоте 15 километров, действует на площадь поверхности диаметром в 80 километров, из-за жалоб и протестов проживающих вдоль пути «Конкордов» людей, маршруты этих самолётов пролегали в основном над океаном. Из-за этих ограничений, а также ряда других требований к топливу и конструкции, сверхзвуковые полёты оказались слишком дорогостоящими как для авиакомпаний, так и для пассажиров. Обычный трансатлантический перелёт стоил в обе стороны более 10 тысяч долларов в современном эквиваленте. Кроме того, авиационная отрасль столкнулась с дополнительной нагрузкой в связи с падением спроса на перелёты после событий 11 сентября 2001 года, и в 2003 году «Конкорды» признали нерентабельными, а рейсы прекратились.
Даже в период эксплуатации сверхскоростные полёты отличались от обычных пассажирских. И хотя может показаться, что прогресс в авиатехнике позволил бы удешевить скоростные перелёты, это далеко не очевидно. Прежде всего, необходимо решить проблему экономии топлива. За многие годы реактивные двигатели стали гораздо эффективнее: они захватывают больше воздуха и обеспечивают бо́льшую силу тяги, что существенно увеличило продуктивность потребляемого топлива. Однако такая эффективность достигается на скоростях не выше 900 километров в час, что вдвое меньше скорости «Конкорда». С ростом скоростей увеличатся захват воздуха и расход топлива на километр пути. На обычный трансатлантический рейс тратится где-то 150 тысяч литров горючего, что составляет более 20% от общих расходов авиакомпании. Поэтому дополнительный расход топлива и повышение скорости только увеличат расходы авиакомпаний и вред авиаперевозок для окружающей среды.
А как можно сделать самолёты быстрее без дополнительного расхода горючего? Если изменить стреловидность крыла, или угол крепления крыла к фюзеляжу, приблизив крылья к корпусу, то самолёты смогут летать быстрее, поскольку снизится лобовое сопротивление. Но для достижения нужного размаха крылья должны быть длиннее, на что потребуется больше материалов, а вес самолёта увеличится, и в конечном итоге расход топлива вырастет. И хотя самолёты и можно сделать более аэродинамичными, это повлечёт за собой рост их стоимости. Кроме того, по данным авиакомпаний, потребность пассажиров в быстрых полётах не покрывает расходы на их осуществление.
Несмотря на то, что военные самолёты летают на высоких скоростях, как правило, над водой и на больших высотах, сверхзвуковые пассажирские авиаперевозки кажутся коротким неудачным экспериментом. Однако благодаря последним достижениям они вновь могут стать осуществимыми. Как показали исследования NASA и DARPA, с изменением формы самолёта ущерб от звукового удара можно снизить на треть. Заострив нос за счёт длинной иглы, можно раздробить ударную волну, а ещё один проект предлагает решение из двух пар крыльев, создающих волны, которые будут гасить друг друга. Проблему эффективности можно решить, внедряя новые технологии в этой области: альтернативные, синтетические виды топлива или даже гибридные электродвигатели. И может так оказаться, что годы обычных перелётов были лишь кратким привалом в истории гражданской авиации.