Бесшумные самолеты

Расколотое небо

3 августа 2001 г.

Два года назад американский аэродинамик Леонард Грин запатентовал конструкцию "бесшумного сверхзвукового самолета". Эта весть наделала много шума среди авиастроителей по обе стороны океана. Однако практический результат пока...

Одна из причин, почему сверхзвуковые пассажирские авиалайнеры до сих пор не получили широкого распространения, – производимый ими гром среди ясного неба. Единственному ныне летающему сверхзвуковому "Конкорду" разрешено проявлять свою прыть лишь над пустынными районами Атлантики. Над материками же он должен двигаться со скоростью (и шумом) обычного авиалайнера. Иначе от создаваемой им даже на 20-километровой высоте ударной волны у людей на земле лопнут барабанные перепонки...

Новый лайнер, предлагаемый Грином, судя по описанию, не создавая подобного грохота, способен за 90 минут перелететь всю территорию США со скоростью 3М (втрое превышающей скорость звука в воздухе).

Консультация со специалистами ЦИАМа (Центрального института авиационного моторостроения) установила: ничего принципиально нового за прошедшие годы так и не придумали. Если не считать, конечно, системы активного шумоподавления. Но и она еще не вышла за пределы лаборатории. Ни у них, ни у нас.

Шум авиационных реактивных двигателей пытаются уменьшить прежде всего за счет их многоконтурности. Вместо одного компрессора – самого шумного агрегата – в турбореактивном двигателе – теперь ставят несколько. Причем режимы их работы подбирают так, чтобы шумы от механизмов подавляли, а не усиливали друг друга. Оказывается, это возможно.

Но достаточно чуть не угадать с наложением звуковых волн, и шумы вместо того, чтобы гасить друг друга, лишь усилят общую какофонию! До сих пор в мире никому не удалось разработать устройства точного "взаимоистребления" шумов. Авиаконструкторы довольствуются пока традиционными глушителями, используют шумо- и вибропоглощающие прокладки и покрытия. За это есть своя "плата" – суммарное уменьшение тяги.

Если предположить, что американцу действительно удалось сконструировать глушитель, на 100 процентов снимающий шум, то это означает, что и тяга такого двигателя практически равна нулю.

Нет, разгадку "фокуса" надо, наверное, искать в другом месте. Грин ведь аэродинамик: в МАИ, на кафедре аэродинамики летательных аппаратов к сообщению отнеслись с интересом, но без особого удивления. Оказывается, для аэродинамиков бесшумный авиалайнер – не новость. Теоретики давно уж показали принципиальную возможность его существования.

Всякое быстро летящее тело испускает звук. Свистят пули и снаряды, свистит камень, выпущенный из пращи... Причина тому – акустические волны или микроскопические уплотнения воздуха, которые создает быстро движущееся тело. В своем устремлении вперед оно как бы расталкивает молекулы воздуха, и те неохотно поддаются, расходясь в стороны, подобно "усам" от быстро идущей по воде лодки.

Всякое акустическое уплотнение распространяется в атмосфере со скоростью звука. И пока тело летит с дозвуковой скоростью, вызываемые им возмущения воздушной среды обгоняют его, постепенно рассеиваясь в атмосфере. Но вот скорость объекта повысилась, он догнал звук. В этот момент все мелкие уплотнения сливаются воедино – они уж не успевают убежать от источника возмущения и рассеяться. Такой фронт (стена сдавленного воздуха) получил название скачок уплотнения.

Всякая попытка пробить эту стену, как правило, сопровождается жутким грохотом. При преодолении самолетом звукового барьера на низкой высоте с домов сносит крыши, а людей сшибает с ног. При дальнейшем увеличении скорости самолет обгоняет звук и может промчаться над головой подобно беззвучному привидению. Но это всего лишь значит, что гром обрушится на вас несколькими мгновениями позднее.

И все-таки ударную волну укротить можно, сказали специалисты. Для этого надо подобрать самолету такие аэродинамические формы, чтобы он протыкал звуковой барьер с легкостью иголки, проходящей сквозь тонкую ткань.

Опытная швея знает: на шитье определенной ткани швейную машину нужно настраивать – иначе будет мука, а не работа. А как "настроить" самолет? Изменяемая геометрия крыла, перестраиваемые воздухозаборники и регулируемые сопла – лишь часть решения проблемы: Сочетание акустики с аэродинамикой, по мнению экспертов, настолько капризно, что Леонард Грин мог добиться малошумности лишь при каком-то строго определенном режиме полета. И то, насколько удачно его решение, покажет не факт выдачи патента, а конструкторская практика. Что-то пока не слышно о том, что лайнер Грина взят на разработку каким-нибудь авиаконцерном.

Что же до шума в прессе... Азбучная истина нашего времени – без шумихи даже бесшумный самолет не протолкнешь!

Станислав Славин

Источник: “Алфавит”

>Вместо одного компрессора - самого шумного агрегата...

Приехали. Самый шумый "агрегат" в двигателе - струя газа, вытекающая из сопла, причем шум зависит в восьмой, кажется, степени от скорости истечения. Многоконтурность для того и делается, чтобы снизить общую скорость истечения при сохранении тяги.

Впрочем, что от журналистов требовать...

quote:

---

Что же до шума в прессе... Азбучная истина нашего времени – без шумихи даже бесшумный самолет не протолкнешь!

---