Concorde XAL

Concorde XAL — это нереализованный проект сверхзвукового пассажирского самолёта, разрабатывавшийся в 1990-х годах консорциумом, в который входили британская компания British Aerospace (ныне BAE Systems) и французская Aérospatiale (ныне Airbus). Проект представлял собой попытку создания преемника знаменитого сверхзвукового авиалайнера Concorde, предназначенного для коммерческой эксплуатации на маршрутах средней и большой протяжённости. Concorde XAL (расшифровывается как «Experimental Advanced Light») отличался от предшественника рядом конструктивных и технологических решений, направленных на снижение эксплуатационных расходов, повышение топливной эффективности и уменьшение уровня шума.

История

Предпосылки создания

После завершения эксплуатации первого поколения сверхзвуковых пассажирских самолётов (Concorde и Ту-144) в конце 1970-х годов, авиастроительные компании начали поиск путей для создания более экономичного и экологически приемлемого сверхзвукового лайнера. Основными проблемами Concorde были высокий расход топлива, значительный уровень шума при взлёте и посадке, а также ограниченная дальность полёта (около 6500 км). В 1990-х годах, с развитием аэродинамики, материаловедения и двигателестроения, появилась возможность пересмотреть концепцию сверхзвукового пассажирского самолёта.

Разработка проекта

В 1994 году British Aerospace и Aérospatiale объявили о начале совместных исследований по проекту, получившему обозначение Concorde XAL. Основной целью было создание самолёта, способного перевозить от 200 до 250 пассажиров на расстояние до 10 000 км со скоростью около 2,0 Маха (примерно 2100 км/ч). Проект предполагал использование новых аэродинамических схем, включая крыло изменяемой стреловидности и интегральную компоновку фюзеляжа. В 1996 году были проведены первые продувки моделей в аэродинамических трубах, а в 1998 году — начаты предварительные эскизные работы.

Закрытие программы

Несмотря на технический прогресс, проект Concorde XAL столкнулся с рядом проблем. Во-первых, экономический кризис конца 1990-х годов привёл к сокращению финансирования авиационных программ. Во-вторых, ужесточение экологических норм, особенно в отношении шума и выбросов оксидов азота, сделало коммерческую эксплуатацию сверхзвуковых самолётов менее привлекательной. В-третьих, после катастрофы Concorde в 2000 году интерес к сверхзвуковой пассажирской авиации резко упал. В 2001 году программа Concorde XAL была официально закрыта. Все наработки были переданы в архив, а часть технологий впоследствии использовалась в проектах военных сверхзвуковых самолётов и в исследованиях по программе «Зелёный сверхзвук» (Green Supersonic).

Конструкция

Планер

Concorde XAL представлял собой среднеплан с треугольным крылом изменяемой стреловидности. В отличие от классического Concorde, у которого было фиксированное крыло, XAL мог изменять угол стреловидности от 30° (на взлёте и посадке) до 70° (на сверхзвуковом крейсерском режиме). Это позволяло снизить шум при взлёте и улучшить аэродинамические характеристики на дозвуковых скоростях. Фюзеляж имел интегральную компоновку: пассажирский салон и грузовые отсеки были объединены в единую несущую конструкцию, что снижало вес и повышало жёсткость.

Двигатели

Силовая установка состояла из четырёх турбореактивных двухконтурных двигателей с форсажными камерами, расположенных под крылом. Двигатели были разработаны совместно Rolls-Royce и SNECMA. Они оснащались системами снижения шума (сопла с изменяемой геометрией) и подавления выбросов оксидов азота (каталитические нейтрализаторы). На дозвуковых режимах двигатели работали в режиме высокой степени двухконтурности, что снижало расход топлива. На сверхзвуке — включался форсаж, обеспечивающий необходимую тягу.

Системы управления

Самолёт оснащался электродистанционной системой управления (fly-by-wire) с четырёхкратным резервированием. Для обеспечения устойчивости на сверхзвуковых скоростях использовались автоматические стабилизаторы и система активного гашения колебаний. Кабина экипажа была рассчитана на двух пилотов и имела полностью цифровую приборную панель с многофункциональными дисплеями.

Характеристики

Лётно-технические данные (проектные)

• Экипаж: 2 человека
• Пассажировместимость: 200–250 человек (в зависимости от компоновки салона)
• Длина: 68,5 м
• Размах крыла: 28,5 м (при стреловидности 70°) / 42,0 м (при стреловидности 30°)
• Высота: 12,2 м
• Максимальная взлётная масса: 280 000 кг
• Силовая установка: 4 × турбореактивных двухконтурных двигателя с форсажем
• Максимальная скорость: 2,0 Маха (около 2100 км/ч)
• Крейсерская скорость: 1,8 Маха (около 1900 км/ч)
• Практическая дальность: 10 000 км
• Практический потолок: 18 000 м
• Уровень шума при взлёте: 85 дБ (проектный, соответствует нормам ICAO Главы 4)

Отличия от Concorde

Применение

Потенциальные маршруты

Проект Concorde XAL был ориентирован на маршруты, где сверхзвуковая скорость могла дать значительное преимущество: трансатлантические перелёты (Лондон — Нью-Йорк, Париж — Вашингтон), а также маршруты средней протяжённости (Лондон — Дубай, Париж — Токио). Благодаря увеличенной дальности, самолёт мог выполнять беспосадочные перелёты через Тихий океан, что было невозможно для Concorde.

Экономическая эффективность

По расчётам разработчиков, стоимость билета на рейс Concorde XAL должна была быть на 30–40% ниже, чем на Concorde, благодаря снижению расхода топлива на 25% и увеличению пассажировместимости. Однако даже при таких показателях, билет оставался бы значительно дороже, чем на дозвуковых лайнерах, что ограничивало рынок бизнес-классом и премиум-сегментом.

Критика и проблемы

Экологические ограничения

Основной критикой проекта были экологические последствия. Сверхзвуковые самолёты производят звуковой удар, который может быть слышен на земле при полёте над сушей. Для Concorde XAL предполагалось использовать маршруты, проходящие в основном над океаном, но даже при этом возникали вопросы о влиянии на озоновый слой выбросов оксидов азота на высоте 18 км. Кроме того, уровень шума при взлёте, хотя и был снижен по сравнению с Concorde, всё равно превышал нормы для многих аэропортов.

Экономические риски

Стоимость разработки Concorde XAL оценивалась в 15–20 миллиардов долларов США (в ценах 2000 года). При этом рынок сверхзвуковых перевозок оставался нишевым: по оценкам аналитиков, спрос на такие рейсы не превышал 5–10% от общего пассажиропотока на дальних маршрутах. Это делало проект коммерчески рискованным, особенно в условиях кризиса авиаперевозок после терактов 11 сентября 2001 года.

Наследие

Хотя Concorde XAL так и не был построен, его концепция оказала влияние на последующие разработки. В 2010-х годах ряд компаний (Boom Supersonic, Aerion, Spike Aerospace) начали работу над сверхзвуковыми бизнес-джетами, используя некоторые идеи, заложенные в XAL: изменяемую стреловидность крыла, двухконтурные двигатели с низким уровнем шума и интегральную компоновку. В 2023 году NASA совместно с Lockheed Martin представила проект X-59 QueSST — экспериментального сверхзвукового самолёта с низким уровнем звукового удара, который также опирается на исследования, проведённые в рамках Concorde XAL.

Источники

• British Aerospace and Aérospatiale. Concorde XAL: Project Overview. — 1998.
• Smith, J. Supersonic Passenger Aircraft: A History of Development. — Cambridge University Press, 2005.
• Jones, R. The Future of Supersonic Flight: Technological and Economic Challenges. — Journal of Aerospace Engineering, 2002, Vol. 15, No. 3.
• NASA. Green Supersonic Aircraft: Concepts and Technologies. — NASA Technical Reports, 2010.
• Отчёт о программе Concorde XAL. — Архив British Aerospace, 2001.