avia.wikisort.org - Конструкция

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

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.

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

• English Electric Lightning
• F-22 Raptor
• JAS 39E/F
• Eurofighter Typhoon
• Dassault Rafale
• Су-35
• Су-57

Прототипы

• TSR-2^[en]
• XB-70[11]
• YF-17
• F-16XL^[en]
• YF-23

Гражданские

• Конкорд
• Ту-144Д

См. также

• Крейсерская скорость
• Полёт
• Скорость судна

Примечания

Литература

• Коллектив авторов. Авиация. Энциклопедия / Свищёв Г.П.. — М. : Большая Российская энциклопедия, 1994. — 736 с.

Ссылки

На других языках

---

[fr] Supercroisière

La supercroisière est la capacité d'un aéronef civil ou militaire à atteindre et à maintenir une vitesse de croisière supersonique sans avoir recours à la postcombustion, qui engendre une forte surconsommation de carburant ainsi qu'une énorme pollution sonore. La plupart des avions militaires ne sont pas capable de maintenir une vitesse supersonique continue, uniquement en de courtes accélérations (souvent par postcombustion) pendant un vol sous la vitesse super-sonique.

---

[it] Supercrociera

Si chiama supercrociera (dall’inglese supercruise, a sua volta contrazione di supersonic cruise) il volo supersonico protratto nel tempo di un aeromobile supersonico con carico utile (passeggeri o un carico bellico) ed eseguito in modo efficiente, cosa che tipicamente preclude l’utilizzo dei postbruciatori, dispositivi altamente inefficienti. La maggioranza degli aerei militari, anche se molto potenti e ben apprezzati nel loro ruolo, non ha capacità di supercrociera, poiché questi apparecchi riescono a mantenere le condizioni di volo supersonico solo per brevi spunti (tipicamente con l’uso dei postbruciatori), mentre normalmente effettuano il volo di crociera mantenendosi a velocità subsoniche.

---

- [ru] Сверхзвуковая крейсерская скорость

---

---