Длина готовой модели: 63 см
Количество листов: 17
Формат листов: A4
11.01 MB 12
Описание, история
Конкорд (фр. Concorde — «согласие») — англо-французский сверхзвуковой пассажирский самолёт (СПС), один из двух (вместе с Ту-144) типов сверхзвуковых самолётов, находившихся в коммерческой эксплуатации.
Concorde | |
---|---|
|
|
Concorde в аэропорту Хитроу. | |
Тип | сверхзвуковой пассажирский самолёт |
Производитель | A?rospatiale (EADS) BAC (BAE Systems) |
Первый полёт | 2 марта 1969 |
Начало эксплуатации | 21 января 1976 |
Конец эксплуатации | 26 ноября 2003 |
Основные эксплуатанты | British Airways Air France |
Единиц произведено | 20[1] |
Стоимость единицы | ?23 млн ($46 млн) в 1977 |
История создания
Начало работ по созданию сверхзвуковых пассажирских авиалайнеров относится к концу 50-х годов двадцатого столетия, эта задача стала рассматриваться авиастроителями практически сразу после преодоления звукового барьера и появления сверхзвуковых бомбардировщиков. Наиболее интенсивные исследования шли в США, в СССР, а также в Великобритании и Франции.В 1956 году в Великобритании был учреждён правительственный Комитет по Сверхзвуковому Транспорту (Supersonic Transport Advisory Committee, STAC), ставивший перед собой задачу «инициировать целевую совместную исследовательскую программу, направленную на осуществление возможности создания первого поколения сверхзвукового воздушного транспорта». Основным разработчиком по этой программе стала компания Bristol Aeroplane Company, действовавшая в партнёрстве с двигателестроительной компанией Bristol Siddeley, разработка финансировалась английским правительством. Финальной целью программы было создание скоростного пассажирского самолёта, который был бы способен перевозить не менее 100 пассажиров через Атлантику с максимально возможной скоростью. К 1962 году был спроектирован самолёт, получивший название BAC.233, имевший дельтовидное крыло, четыре двигателя в спаренных подкрыльевых мотогондолах, отклоняемый носовой обтекатель и пассажировместимость 110 человек.Во Франции существовала похожая программа, которую вела компания Sud Aviation в партнёрстве со SNECMA и Dassault, эта программа также имела правительственную поддержку. В отличие от англичан, французы начали свои работы несколько позже, и имели более скромные цели — их концепция предусматривала создание сверхзвукового авиалайнера меньшей пассажировместимости и средней дальности, предназначенного в основном для эксплуатации на европейских авиалиниях. Рабочее название программы Super Caravelle, финальный дизайн этой программы был достаточно близким к английскому, незначительно отличаясь размерами, взлётным весом, пассажровместимостью и отсутствием отклоняемого носового обтекателя. Кроме того, французский дизайн предполагал использование крыла оживальной формы.Стремительно растущая стоимость разработки и требования правительства заставили BAC искать зарубежных партнёров. В 1961 году BAC предложила Sud Aviation объединить усилия по разработке сверхзвуковых авиалайнеров, что встретило существенные возражения, в основном по причине несовпадения конечных целей английской и французской программ. Тем не менее, переговоры были продолжены на правительственном уровне, и в 1962 году, через два месяца после представления английской программы на авиасалоне Фарнборо, было подписано соглашение о совместной разработке сверхзвукового самолёта. Несмотря на то что французская сторона изначально хотела сохранить разработку самолёта средней дальности, из соображений сокращения затрат для совместной программы были выбраны цели, более близкие к английским требованиям, то есть сохранение пассажировместимости на уровне 100 человек и трансатлантической дальности.К моменту подписания соглашения обе компании влились в крупные государственные объединения, и в результате в альянс по созданию нового самолёта вошли компании British Aircraft Corp. (будущая British Aerospace, на данный момент часть BAE Systems) и Aerospatiale (вошедшая позже в EADS). Программа, а вместе с ней сам самолёт, получили название Concorde (согласие). Французская транскрипция названия была поводом для некоторых дебатов в Великобритании, но получила поддержку Министра Технологии Тони Бенна, и была сохранена.Работы по самолёту были разделены между партнёрами примерно в соотношении 60:40, с преимуществом французской стороны. Это было вызвано тем, что на самолёте должны были использоваться английские двигатели Bristol Siddeley Olympus, французская SNECMA выполняла только незначительную часть работ по двигателю. С самого начала совместной работы возникли существенные сложности, вызванные наличием языкового барьера между разработчиками, а также различием стандартов (в том числе единиц измерения), принятых в Великобритании и Франции. В результате разработчиками использовался преимущественно английский язык (многие из инженеров Sud Aviation владели им в достаточной степени), а при работе над проектом каждая сторона использовала привычную систему измерения, места сопряжения между конструкциями французской и английской разработки получали обозначения в обеих системах.Начиная с 1962 года шли активные совместные работы по проектированию будущего самолёта, в процессе которых было рассмотрено множество компоновочных схем, соответствующих начальным требованиям программы. В результате многочисленных исследований остановились на схеме «бесхвостка» с тонким крылом оживальной формы, четыре двигателя размещались в двух отдельных гондолах, размещённых примерно на полуразмахе консолей крыла, что приблизительно соответствовало изначальному дизайну английской и французской программ (примерно такая же схема была выбрана разработчиками Ту-144). Работы по проектированию закончились к 1966 году, несмотря на это работы по постройке прототипов были начаты партнёрами ещё в феврале 1965 года.Строительство прототипов велось одновременно во французской Тулузе (там строился прототип № 001) и в английском Бристоле (№ 002). Прототип № 001 был закончен в начале 1969 года, и 2 марта 1969 года совершил первый полёт с заводского аэродрома в Тулузе под управлением лётчика-испытателя Sud Aviation Андрэ Турка. Во время первых лётных испытаний на прототипе отсутствовало некоторое оборудование, необходимое для полёта на сверхзвуковой скорости, в частности не были установлены важные компоненты управляемых воздухозаборников. В июне 1969 года был облётан и английский прототип № 002.В мае 1969 «Конкорд» № 001 был представлен на авиасалоне в Ле Бурже. 1 октября 1969 года прототип № 001 впервые превысил скорость звука, удерживая скорость в 1,05 Маха в течение 9 минут. К началу 1970 года первый этап испытаний был завершен, и оба прототипа были направлены на доработку. В течение 1970 года на прототипы было установлено все необходимое оборудование, а также была продолжена программа лётных испытаний, завершившаяся в июне 1971 года, и в целом подтвердившая соответствие самолёта изначальным требованиям.17 декабря 1971 года в Бристоле в воздух поднялся «Конкорд» № 101 (G-AXDN), первый предсерийный самолёт имевший весьма существенные отличия от прототипов. В частности, № 101 имел другую переднюю кромку крыла, более мощные двигатели, удлиненный фюзеляж и больший на 14 тонн взлётный вес. 10 января 1973 года взлетел «Конкорд» № 102, французский предсерийный самолёт. Программа предсерийных испытаний продолжалась до конца 1974 года, в процессе этих испытаний самолёты были доведены до окончательной конфигурации, а максимальная разрешённая скорость выросла до 2,23 МахаПроизводство
«Конкорды» авиакомпании Air FranceПроизводство «Конкорда» было разделено между французской и английской сторонами, и примерно соответствовало распределению при проектировании.Распределение производства выглядело следующим образом:- Sud Aviation (фр.) — центральная честь фюзеляжа, основная часть крыла, кромка крыла, внутренние элевоны, гидравлические системы, система управления, навигационная система, автопилот, радиооборудование, установки кондиционирования и наддува.
- BAC (анг.) — передняя часть фюзеляжа вместе с опускаемым носовым обтекателем, хвостовая часть фюзеляжа с вертикальным оперением, внешние элевоны, воздухозаборники двигателей, электрические системы, кислородное оборудование, топливная система, системы управления двигателями и их контрольное оборудование, противопожарная система, воздуховоды системы кондиционирования и наддува, антиобледенительные системы.
- Rolls-Royce (анг.) — двигатели.
- SNECMA (фр.) — форсажные камеры, сопла двигателей и система реверса тяги.
- Dassault (фр.) — законцовки крыла.
- Hispano-Suisa (фр.) — основные стойки шасси.
- Messier (фр.) — носовая стойка шасси.
Нумерация самолётов
Изначально предполагалось иметь следующую схему нумерации:- Прототипы получали номера 001 и 002.
- Предсерийные самолёты получали номера 01 и 02.
- Серийные самолёты нумеровались 1, 2, 3, 4, 5 и т. д.
- Прототипы сохранили свои номера 001 и 002.
- Предсерийные самолёты получили номера 101 и 102.
- Серийные самолёты нумеровались 201, 202, 203 и т. д.
Конструкция самолёта
Для «Конкорда» выбрана аэродинамическая схема «бесхвостка» с низкорасположенным треугольным крылом оживальной формы. Самолёт оптимизирован для выполнения длительного крейсерского полёта на сверхзвуковой скорости.Основным конструкционным материалом стал алюминиевый сплав RR58. Кроме этого в конструкции самолёта использована сталь, титан, никелевые сплавы.Планер
Фюзеляж «Конкорда» полумонококовой конструкции, в поперечном сечении напоминает неправильный овал с расширенной верхней частью. Материал изготовления фюзеляжа — жаропрочные алюминиевые сплавы. Длина фюзеляжа различалась для прототипов, предсерийных и серийных самолётов, и составляла 56,24, 58,84 и 61,66 метров, соответственно. Максимальная ширина фюзеляжа 2,90 м.Фюзеляж состоит из передней секции с кабиной экипажа и остеклением, средней секции, выполненной вместе с центральной частью крыла, и хвостовой секции конической формы, конструктивно выполненной вместе с килем самолёта. Передняя и средняя секция фюзеляжа заняты герметичной кабиной, хвостовая секция фюзеляжа содержит багажное отделение, балансировочный топливный бак, а также отсек, занятый системой кондиционирования и кислородной системой.В процессе выполнения полёта фюзеляж мог удлиняться примерно на 24 см, в связи с тепловым расширением конструкции.В носовой части фюзеляжа расположен обтекатель в виде конуса, который мог отклоняться вниз, обеспечивая пилотам обзор на взлёте, посадке и рулении. В обтекатель встроено подвижное дополнительное остекление, прикрывавшее основное остекление кабины пилотов в режиме сверхзвукового полёта.Положение обтекателя и дополнительного остекления регулировалось из кабины пилотов следующим образом:- Обтекатель находится в верхнем положении, дополнительное остекление поднято. Основная полётная конфигурация, для полётов на скорости более 0,8 M.
- Обтекатель находится в верхнем положении, дополнительное остекление опущено. Эта конфигурация могла применяться для полёта на скорости не выше 0,8 M.
- Обтекатель опущен на 5 градусов, дополнительным остекление опущено. Эта конфигурация является основной для наземных операций, рулежки и взлёта.
- Обтекатель опущен на максимальный угол 12,5°, дополнительное остекление опущено. Эта конфигурация применялась для захода на посадку, поскольку большой угол атаки самолёта в посадочной конфигурации не давал возможность экипажу наблюдать ВПП при меньшем отклонении обтекателя.
Двигательная установка
Двигатель Olympus 593
Двигательная установка состоит из четырёх ТРДФ Rolls-Royce/SNECMA Olympus 593, установленных попарно в подкрыльевых гондолах, расположенных примерно на полуразмахе консолей крыла. Двигатели расположены таким образом, что срез сопла двигателя совпадает с задней кромкой крыла.Двигатель Olympus 593 — сильно модифицированная версия ТРД Bristol Siddeley Olympus 301, применявшегося на бомбардировщиках Avro Vulcan. Двигатель одноконтурный, двухвальный, каждая из двух секций компрессора имеет по 7 ступеней, турбины одноступенчатые. Степень сжатия компрессора 11,7:1. Из-за высокой степени сжатия на крейсерской скорости последние 4 ступени компрессора работали в очень жёстком температурном режиме, что привело к необходимости изготовления их из никелевого сплава, применявшегося ранее только для лопаток турбин. Двигатель использовал обычное авиационное топливо A1.Новинкой для коммерческой авиации стала автоматическая электронная аналоговая система управления двигателями. Каждый двигатель имеет две идентичные системы управления, основную, и резервную.Особенностью двигателей «Конкорда», отличавшей из от других двигателей авиалайнеров (кроме НК-144А, применявшегося на Ту-144), стало наличие форсажной камеры. Форсаж давал относительно небольшой прирост тяги, около 10 %, и использовался только на взлёте, а также для преодоления звукового барьера и разгона до 1,7 М. В крейсерском полёте форсаж двигателей не использовался, что благоприятным образом сказывалось на топливной экономичности «Конкорда» и дальности сверхзвукового полёта.
Схема работы воздухозаборников «Конкорда»
Схема работы воздухозаборников «Конкорда»
Воздухозаборники «Конкорда»Для каждого двигателя имеется отдельный плоский воздухозаборник прямоугольного сечения с регулируемым горизонтальным клином. Воздухозаборник имеет систему слива пограничного слоя, и весьма сложную кинематику дополнительных створок. На крейсеркой скорости 2,0 М поступающий в воздухозаборники воздух тормозился в системе создаваемых скачков уплотнения до скорости около 0,45 М, его давление при этом повышалось примерно в 7 раз. Таким образом, общая степень компрессии воздухозаборника и компрессора двигателя приблизительно 80:1. Механизация воздухозаборника гидравлическая, управление автоматическое, электронное, аналоговое.Двигатели оборудованы регулируемыми соплами и системой реверсирования тяги ковшового типа, которая позволяла давать обратную тягу около 40 % от номинальной. Створки системы реверса служат также вторичными регулируемыми инжекционными соплами двигателей. В задней части каждого пакета из двух двигателей установлены специальные вертикальные теплошумоотражатели. Эти отражатели оснащены отклоняемые внутрь законцовками, «сплющивавшими» с боков выхлопную струю двигателей на взлёте, что также служило целям шумоподавления. Кроме этого, в основном сопле каждого двигателя установлено по 8 лопатообразных шумоподавителей, которые вводились в реактивную струю при пролёте густозаселённых районов на дозвуковой скорости. Механизация регулируемого сопла, системы реверса и шумоподавления пневматическая, с электронным управлением.Двигатели «Конкордов» имели следующие характеристики:
- Olympus 593 — первоначальный вариант, был установлен на прототипы № 001 и 002. Тяга в бесфорсажном режиме 89 кН, форсированная тяга 136 кН.
- Olympus 593-22R — более мощный вариант двигателя, сменивший предыдущий на предсерийных 01 и 02. Тяга в бесфорсажном режиме 154 кН, форсированная тяга 165 кН.
- Olympus 593—610-14-28 — устанавливался на серийные самолёты. Тяга в бесфорсажном режиме 142 кН, форсированная тяга 169 кН. Одно из основных отличий от предыдущих вариантов — камера сгорания с предварительным испарением топлива, что позволило повысить эффективность сгорания топлива и снизить дымность.
Шасси
«Конкорд» в посадочной кофигурации. Хорошо видны все три стойки шасси, а также выдвижные посадочные фары. Светлые элементы в районе колёс основных стоек — водоотражатели, на передней стойке водоотражатель находится с задней стороны, и потому не виденШасси «Конкорда» трёхстоечное, с носовой опорой. В связи с тем, что на взлёте и на посадке самолёт выходил на весьма большие углы атаки, стойки шасси имеют необычно большую высоту, около 3,5 м. Это привело к тому, что двери «Конкорда» находились примерно на той же высоте, что и двери намного более крупного Boeing 747.Основные стойки шасси имеют по две пары колёс, расположенных друг за другом, и убираются поворотом внутрь к фюзеляжу. Передняя стойка имеет два колеса и убирается поворотом вперёд. Передняя стойка снабжена гидравлическим механизмом разворота для управления самолётом на земле. К стойкам шасси крепятся композитные водоотражатели, служащие для предотвращения попадания воды, поднимаемой колёсами, в воздухозаборники двигателей. Механизмы уборки стоек шасси гидравлические, причём уборка шасси происходит от одной основной гидросистемы, а для выпуска может быть использована резервная.
Дополнительная хвостовая стойка шассиТормозная система самолёта дисковая, с гидравлическим приводом от двух независимых гидравлических систем. Система управления тормозами электронная (en:brake-by-wire), аналоговая, с антиблокировочной функцией, «Конкорд» стал первым в мире авиалайнером, имеющим подобную систему. Пакеты карбоновых тормозных дисков основных стоек шасси охлаждаются при помощи электровентиляторов, встроенных в ступицы колёс.Колея основных стоек шасси 7,72 м, давление в пневматических шинах колёс передней стойки 1,23 МПа, а в основных 1,26 МПа.Для предотвращения повреждения хвостовой части фюзеляжа при взлёте и посадке, на «Конкордах» установлена дополнительная наклонная хвостовая стойка шасси с двумя небольшими пневматиками. Стойка убирается в фюзеляжный отсек поворотом назад.
Основные системы
Топливная система «Конкорда» достаточно сложна, и помимо своей основной функции служит также для перебалансировки самолёта при переходе звукового барьера. Топливная система включает в себя 17 топливных баков общей ёмкостью 119280 литров, располагающихся в кессонах крыла и в нижней части фюзеляжа. Кроме основных баков, в топливную систему включён балансировочный бак, расположенный в одной из секций хвостовой части фюзеляжа, сразу за хвостовым багажным отделением. Кроме него, в качестве балансировочных используются 4 бака в корневой части крыла. Всего в балансировочных баках могло находится 33 тонны топлива.При достижении околозвуковой скорости, и перед дальнейшим разгоном, насосы топливной системы перемещали около 20 тонн топлива из передних балансировочных баков в хвостовой балансировочный бак. Это позволяло сместить центр тяжести самолёта приблизительно на 2 метра назад, что было необходимо для сверхзвукового полёта. После торможения до околозвуковой скорости производилась обратная операция. Кроме того, незначительное перемещение топлива в основных баках использовалось для общей продольной и поперечной балансировки самолёта, на всех полётных режимах. Основные помпы подачи топлива в двигатели имели механический привод, помпы перекачки топлива между балансировочными баками гидравлические, вспомогательные помпы основных баков и помпы сброса топлива электрические. Управлением топливной системой «Конкорда» занимался бортинженер, что являлось его основной задачей в течение всего полёта.Топливная система самолёта использовалась также для отвода в поступающее в двигатели топливо излишков тепла от различных систем, таких как система кондиционирования, гидравлические системы и системы смазки двигателей. Самолёт оборудован системой сброса топлива в процессе полёта, с выходными патрубками в хвостовом обтекателе фюзеляжа.«Конкорд» оборудован тремя независимыми гидравлическими системами, двумя основными и резервной:- «Зелёная» гидравлическая система левого борта, подключена к гидравлическим помпам 1 и 2 двигателей.
- «Синяя» гидравлическая система правого борта, подключена к гидравлическим помпам 3 и 4 двигателей.
- «Жёлтая» резервная гидравлическая система, подключена к гидравлическим помпам 2 и 4 двигателей.
Кабина пилотов серийного «Конкорда»Для своего времени «Конкорд» имел весьма совершенную авионику, высокую степень автоматизации и широкий набор приборного оборудования. Это позволяло управлять самолётом экипажу их трёх человек (КВС, второй пилот и бортинженер).Основное приборное оборудование:
- Три независимых инерциальных навигационных системы (ИНС), каждая из которых имеет отдельную гиростабилизированную платформу и цифровой вычислитель. ИНС может сохранять в памяти маршрут из 10 пунктов, автоматически переключаться между пунктами маршрута по мере их прохождения, рассчитывать курс на перехват ЛЗП, определять и отображать скорость и направление ветра, угол сноса, и множество других навигационных параметров. Управление ИНС осуществляется при помощи двух пультов управления с цифровой индикацией.
- Два независимых автопилота, имеющих большое количество режимов.
- Два автомата тяги, работающих совместно с автопилотами.
- Два приёмника VOR/ILS
- Один приёмник ADF
- Два комплекта DME
- Погодный радар с двумя дисплеями
- Две радиостанции УКВ диапазона
- Система SELCAL
- Два транспондера УВД
- Различное контрольное оборудование, включающее в себя стрелочные и линейные аналоговые приборы.
Пассажирский салон
Один из вариантов салона «Конкорда»Гермокабина «Конкорда» занимает порядка 85 % общего объёма фюзеляжа. В кабине размещено два пассажирских салона, передний и задний, задний салон немного длиннее переднего. Максимальная ширина салонов 2,62 м, что меньше чем, например, у Ту-134. Изначально предполагалась следующие варианты конфигурации салонов:
- 108 пассажиров в одноклассной конфигурации первого класса
- 124 пассажира в одноклассной конфигурации стандартного класса
- 144 пассажира в одноклассной конфигурации туристического класса
Аэродинамические проблемы
Пассажирский самолёт, способный совершать длительный сверхзвуковой крейсерский полёт, должен удовлетворять нескольким достаточно противоречивым требованиям:- Максимально высокое аэродинамическое качество на крейсерской скорости, для обеспечения экономичности и дальности полёта.
- Достаточно высокие взлётно-посадочные характеристики для обеспечения безопасного действия с обычных коммерческих аэродромов. Самолёт должен иметь возможность выполнения стандартных посадочных схем, в частности угла глиссады, определяемого установленным на аэродроме оборудованием.
- Для обеспечения удобства пассажиров пол пассажирского салона должен быть горизонтальным (или максимально близким к горизонтальному) при нахождении самолёта на земле.
Двигательная установка
Двигатели СПС должны обладать достаточной тягой для того, чтобы самолёт мог достичь сверхзвуковой скорости, и в то же время иметь высокую топливную эффективность на крейсерских скоростях, чтобы достичь приемлемой дальности полёта.Изначально рассматривалось применение турбовентиляторных (ТВРД) двигателей, как обладающих наибольшей экономичностью, но этот вариант был отвергнут из-за того, что большой диаметр вентилятора создаёт неприемлемо высокое сопротивление на крейсерской скорости. В результате было решено использовать турбореактивные двигатели (ТРД).Для того, чтобы ТРД работал максимально эффективно, и давал максимальную тягу, он должен иметь высокую степень компрессии. Проблема заключается в том, что на высоких сверхзвуковых скоростях воздух, поступающий в двигатель, подвергается аэродинамическому сжатию, и результирующая степень компрессии оказывается настолько высока, что двигатель получается очень теплонагруженным, а в результате сложным, дорогим и малоресурсным. Данная проблема была решена за счёт применения ТРДФ с относительно небольшой степенью компрессии 11:1, хорошо работающих на крейсерских скоростях, а их недостаточная тяга на взлётных режимах компенсировалась за счёт применения форсажа.Несмотря на то, «Конкорд» мог преодолевать звуковой барьер и достигать крейсерской скорости и без применения форсирования двигателей, форсаж также использовался для разгона с околозвуковых скоростей до скорости 1,7 Маха. Причиной этого стало то, что без использования форсажа такой разгон происходил бы очень медленно, и общее количество топлива, затраченное на этот маневр, было бы слишком большим.Из-за того, что ТРД не могут работать в случае если поступающий поток воздуха имеет сверхзвуковую скорость, пришлось разработать сложные автоматически регулируемые воздухозаборники, способные тормозить воздушный поток до дозвуковой скорости во всём диапазоне сверхзвуковых скоростей самолёта. Помимо своей основной задачи воздухозаборники служили также для перенаправления основного воздушного потока в обход двигателя, в случае его отказа на сверхзвуковой скорости. Без возможности такого перенаправления резко возросшее сопротивление отказавшего двигателя могло создать чрезмерные нагрузки, которые могли привести к разрушению самолёта в воздухе.Аэродинамический нагрев конструкции
При полёте на высоких скоростях торможение воздуха, обтекающего самолёт, вызывает сильный аэродинамический нагрев его обшивки, причём величина нагрева имеет квадратичную зависимость от скорости. При скоростях в районе 3 Махов аэродинамический нагрев может достигать величины около 350 °C, что находится за пределами диапазона температур, в которых алюминиевые сплавы остаются достаточно прочными. Решением данной проблемы может стать или применение более жаростойких конструкционных материалов (сталь, как в XB-70, титан как в Т-4), или ограничение максимальной скорости самолёта значениями, при которых нагрев не превышает возможности традиционных материалов.Так как для обеспечения приемлемого взлётного веса, цены и технологичности в качестве основного конструкционного материала для «Конкорда» был выбран алюминий, его крейсерская скорость ограничена величиной 2,03 Маха, при которой аэродинамический нагрев наиболее теплонагруженных элементов конструкции не превышает 127 °C. Примерно такие же ограничения справедливы и для Ту-144, который также построен из алюминиевых сплавов. Американцы, при проектировании «трёхмахового» Boeing 2707, были вынуждены использовать другие материалы, такие как сталь и титан. Дополнительная проблема состоит в том, что возникает существенное тепловое расширение материалов, что требует усложнения конструкции самолёта.Аэродинамический нагрев также создаёт сложности с обеспечением комфортной температуры в кабине самолёта. Система кондиционирования «Конкорда», помимо обычных воздушных теплообменников, сбрасывающих излишнее тепло отводимого от двигателей воздуха, имела также теплообменники, позволяющие отводить излишнее тепло в поступающее в двигатели топливо. Кроме того, это требует лучшей термоизоляции кабины и большей производительности системы кондиционирования, чем в обычных авиалайнерах. Например, стекла иллюминаторов «Конкорда» в процессе полёта нагревались так, что могли обжечь, в то время как стекла иллюминаторов обычного авиалайнера часто остывают до отрицательных температур.Особенностью «Конкорда» стало то, что в крейсерском полёте температура носового обтекателя являлась одним из наиболее важных факторов, контролируемых экипажем и даже автопилотом, то есть автопилот ограничивал скорость исходя именно из этой величины.Прочность конструкции
Из-за требования сверхзвукового полёта «Конкорд» имел очень тонкий профиль крыла, длинный и тонкий фюзеляж, кроме того, толщина панелей обшивки самолёта составляла всего 1,5 мм. Всё это накладывало очень серьёзные требования в области обеспечения прочности конструкции. Дополнительно проблема усугублялась тем, что на больших скоростях отклонение поверхностей управления может дать очень сильную и резкую нагрузку на конструкцию самолёта.Эту проблему решали следующим образом:«Конкорд» отличался от всех предшествовавших ему авиалайнеров тем, что многие основные элементы его конструкции не собирались из отдельных деталей, а фрезеровались из цельных алюминиевых отливок, например очень крупные элементы были применены в конструкции крыла. Это сокращало количество соединений, облегчало конструкцию, и давало ей дополнительную прочность. Обшивка самолёта была включена в силовую структуру, и выполнялась из предварительно натянутых цельных панелей очень большого размера.Проблему влияния поверхностей управления на сверхзвуковых скоростях частично устранили за счёт отключения на большой скорости внешних элевонов. Для управления использовались только средние и внутренние, которые нагружали конструкцию намного меньше, поскольку находились ближе к центру масс, и к тому же были установлены на наиболее прочную часть крыла.Тем не менее, ограничения по перегрузкам на «Конкорде» были достаточно низкими, и составляли всего +2,5/-1,0, что меньше, чем на обычных дозвуковых авиалайнерах.Шасси и тормоза
Из-за дельтовидного крыла «Конкорд» имел очень большую для коммерческого авиалайнера взлётную скорость, около 400 км/ч. Для обеспечения безопасности тормозная система самолёта должна была обеспечить возможность прерывать взлёт в пределах полосы обычного коммерческого аэропорта. Потребовалась разработка системы, которая могла бы полностью остановить авиалайнер весом в 188 тонн со скорости 305 км/ч на протяжении 1600 м, даже в условиях мокрой полосы. В результате тормозная система «Конкорда» стала наиболее совершенной для своего времени, при этом многие решения, такие как полностью электронное управление тормозами (англ. brake-by-wire), были применены впервые в коммерческой авиации.Стойки шасси также потребовали больших усилий со стороны разработчиков, поскольку из-за очень большого угла атаки самолёта на взлёте, стойки получились очень длинными и испытывали большие нагрузки.История эксплуатации
После того, как в воздух поднялись первые серийные самолёты 201 и 202, началась обширная программа сертификации, закончившаяся в 1975 году выдачей британского и французского сертификатов. Помимо, собственно, пассажирских перевозок, «Конкорды» также участвовали в большом количестве выставок, показательных полётов и рекламных акций.Рекламные турне
- 4 сентября 1971 года, практически сразу после завершения первого цикла лётных испытаний, прототип № 001 отправился в рекламное турне по Южной Америке по маршруту Тулуза — Рио-де-Жанейро — Сан-Паулу — Буэнос Айрес. Турне продолжалось до 18 сентября.
- 2 июня 1972 года в большое рекламное турне отправился прототип № 002. Турне проходило по 12 странам, в основном Ближнего и Дальнего Востока. Во время 45000-мильного турне «Конкорд» посетил Грецию, Иран, Бахрейн, Индию, Бирму, Сингапур, Филиппины, Японию, Австралию, Саудовскую Аравию, Ливан и Францию, совершив 32 сверхзвуковых полёта и 13 демонстрационных, общей продолжительностью 62 часа.
- В сентябре 1973 года «Конкорд» 02 совершил первый визит в США, перелетев в аэропорт Далласа из Каракаса. После четырехдневного пребывания в Техасе, и совершения нескольких демонстрационных полётов, 23 сентября самолёт перелетел в вашингтонский аэропорт Даллас, причём полёт над территорией США проходил на дозвуковой скорости.
Продажа «Конкордов» авиакомпаниям
В 1960-е годы, во время зарождения и развития проекта «Конкорд», считалось, что будущее мировых пассажирских авиаперевозок за сверхзвуковыми авиалайнерами, что повлияло на планы ведущих мировых авиапроизводителей и авиакомпаний. Например, Boeing, выводивший в начале 1970-х на рынок свой амбициозный лайнер Boeing 747, очень осторожно оценивал перспективы этого самолёта, предполагая даже, что после выхода на линии сверхзвуковых пассажирских самолётов, 747-е придётся перевести на грузовые авиаперевозки. Разработка сверхзвуковых коммерческих авиалайнеров шла не только в Европе, но и в СССР, где Ту-144 взлетел даже немного раньше «Конкорда», а также в США, причём американцы, используя свой опыт создания крупных тремаховых самолётов (XB-70 «Валькирия»), создавали вариант СПС, Boeing 2707, существенно превосходивший по своим характеристикам как англо-французский, так и советский самолёты.Заявки на новый самолёт начали поступать с 1963 года, задолго до его первого полёта, и к 1972 году 16 авиакомпаний по всему миру сделали предварительные заказы на 74 «Конкорда». Коммерческое будущее первого сверхзвукового пассажирского лайнера выглядело если не безоблачным, то во всяком случае вполне определённым.Авиакомпания | Дата заказа | Количество заказанных самолётов |
---|---|---|
Pan American | 1963 | 6, опцион на 2 |
BOAC | 1963 | 6 |
TWA | 1964 | 4 |
Continental Airlines | 1964 | 3 |
BOAC | 1964 | 8 |
Air France | 1964 | 2 |
American Airlines | 1964 | 4 |
United Airlines | 1965 | 6 |
TWA | 1965 | 6 |
Sabena | 1965 | 2 |
Quantas | 1965 | 6 |
MEA-Air | 1965 | 2 |
Lufthansa | 1965 | 3 |
JAL | 1965 | 3 |
Eastern Airlines | 1965 | 2 |
Braniff | 1965 | 3 |
American Airlines | 1965 | 6 |
Air India | 1965 | 2 |
Air Canada | 1965 | 4 |
Eastern Airlines | 1966 | 6 |
Quantas | 1966 | 4 |
BOAC | 25 мая 1972 | 5 |
CAAC | 24 июля 1972 | 2, опцион на 2 |
Air France | 28 июля 1972 | 4 |
Iran Air | 1972 | 2, опцион на 2 |
Air France | 14 апреля 1980 | 1, ранее бывший в аренде |
British Airways | 1 апреля 1984 | 1, на запчасти |
- В 1973 году разразился нефтяной кризис, вызванный, в первую очередь Войной Судного Дня между Израилем и арабскими странами. В результате этого кризиса мировые цены на авиационное топливо выросли в несколько раз, что ставило под сомнение коммерческую привлекательность сверхзвуковых полётов, так как «Конкорд» затрачивал намного больше топлива на перевозку одного пассажира, чем современные ему дозвуковые авиалайнеры.
- В начале 70-х, особенно после выхода на линии таких самолётов, как Boeing 747, стало ясно, что авиаперелёты на дальние расстояния более не являются прерогативой бизнесменов и элиты, и что доля среднего класса в общем пассажиропотоке постоянно растет. Это сделало более актуальным для авиакомпаний снижение цен на билеты, а не сокращение времени перелётов, столь привлекательное для бизнесменов.
- Затянувшаяся разработка «Конкорда», очень большой коэффициент новизны, привели к тому, что совместная англо-французская программа вышла далеко за рамки бюджета, общие расходы составили почти миллиард фунтов стерлингов. Цена авиалайнеров, соответственно, также постоянно росла. Кроме того, выяснилось, что авиакомпании недооценивали масштабов расходов, необходимых для обслуживания парка сверхзвуковых лайнеров и поддержания его в состоянии лётной годности.
- Цена самолётов составляла всего 1 фунт стерлингов для английских, и 1 франк для французских.
- Авиакомпании обязывались ввести приобретённые самолёты в коммерческую эксплуатацию.
- Авиакомпании имели право продать свои самолёты, но по той же самой символической цене.
Пассажирские перевозки
Коммерческая эксплуатация «Конкордов» началась 21 января 1971 года, когда G-BOFA (№ 206) компании British Airlines вылетел в свой первый рейс по маршруту Лондон — Бахрейн. В тот же день полётом F-BFBA (№ 205) была открыта линия Париж — Дакар компании Air France.Первое время для «Конкордов» было закрыто наиболее перспективное трансатлантическое направление, поскольку 18 декабря 1975 года Палата Представителей Конгресса США наложила шестимесячный запрет на посадки «Конкордов» на территории США. Официальной причиной такого запрета стал производимый самолётами шум, особенно после преодоления звукового барьера, но вероятнее всего, что основной причиной стало то, что англо-французский самолёт вышел на коммерческие линии раньше, чем американский СПС.После окончания действия запрета, несмотря на протесты нескольких общественных и природоохранных организаций, были открыты регулярные рейсы в вашингтонский аэропорт Даллес, первый из которых состоялся 24 мая 1976 года. Полёты в Нью-Йорк начались только после 22 ноября 1977 года, в основном из-за противодействия мэрии Нью-Йорка.Основными маршрутами «Конкордов» стали:- Лондон — Нью-Йорк компании British Airways, в разное время линию обслуживало до 4 самолётов, совершавших ежедневные полёты.
- Лондон — Барбадос компании British Airways, полёты раз в неделю в течение сезона.
- Париж — Нью-Йорк компании Air France, пять раз в неделю.
Катастрофа Конкорда в Париже 25 июля 2000 года
25 июля 2000 в Париже, при вылете из аэропорта "Шарль де Голль", разбился «Конкорд» F-BTSC авиакомпании Air France, совершавший рейс Париж — Нью-Йорк. Основной причиной катастрофы стал наезд на металлическую деталь другого самолёта, находившуюся на взлётной полосе, часть покрышки лопнувшей при этом шины пробила топливный бак самолёта, а выливавшееся топливо загорелось, попав в форсажные камеры двигателей. А так же часть покрышки колеса повредила провода, отвечающие за выпуск шасси, которые при взлёте не убрались, и этим оголённые провода дали искру, поэтому топливо вспыхнуло. Последовавший пожар привёл к отказу двигателей не успевшего набрать скорость самолёта и к последовавшему за ним падению на ресторан небольшого отеля в нескольких километрах от аэропорта.Все находившиеся на борту - 100 пассажиров и 9 членов экипажа - погибли. Также погибло 4 человека среди посетителей ресторана.Снятие с эксплуатации
После катастрофы в Париже, полёты «Конкордов» были приостановлены. Тем не менее, уже на следующий день, 26 июля 2000 года, руководство BA приняло решение продолжить эксплуатацию своих самолётов, полёты AF не возобновлялись. 16 августа сертификат лётной годности «Конкордов» был отозван, и полёты полностью приостановились, за исключением перелёта без пассажиров F-BVFC из Нью-Йорка, где его застал отзыв сертификата, в Париж.В течение всего следующего года велись работы по модификации парка самолётов и 5 сентября 2001 года, более чем через год после отзыва, сертификат лётной годности был восстановлен. Регулярные пассажирские перевозки возобновились только 7 ноября, полётом G-BOAE из Лондона в Нью-Йорк. После возобновления перевозок последовала череда инцидентов, наиболее заметными из которых стали отказ одной из секций руля направления 27 ноября 2002 года на G-BOAC, и утечка топлива, повлёкшая отключение двигателя 18 февраля 2003 года на F-BTSD.10 апреля 2003 года British Airways и Air France объявили о решении прекратить коммерческую эксплуатацию своего парка «Конкордов». Последние рейсы состоялись 24 октября. Последний полёт «Конкорда» состоялся 26 ноября 2003 года, G-BOAF (последний построенный самолёт) вылетел из Хитроу, пролетел над Бискайским заливом, совершил проход над Бристолем, и приземлился в аэропорту Филтон.«Конкорды» сегодня
К 2003 году в эксплуатации находилось 8 «Конкордов». Все построенные самолёты, кроме № 211, каннибализированного в 1982 году и разобранного в 1994 году, и разбившегося в 2000 году в Париже № 203, сохраняются в различных музеях и экспозициях.Завод- ской № | Регистра- ционный № | Полёты | Налёт, часов | Текущее местонахождение | |
---|---|---|---|---|---|
Первый | Последний | ||||
001 | F-WTSS | 2 марта 1969 | 19 октября 1973 | 812 | Аэрокосмический музей, Ле Бурже, Франция |
002 | G-BSST | 9 апреля 1969 | 4 марта 1976 | 836 | Fleet Air Arm Museum, Йовилтон, Великобритания |
101 | G-AXDN | 17 декабря 1971 | 20 августа 1977 | 632 | Имперский Военный Музей, Даксфорд, Великобритания |
102 | F-WTSA | 10 января 1973 | 20 мая 1976 | 656 | Музей Delta, Аэропорт Орли, Париж, Франция |
201 | F-WTSB | 6 декабря 1973 | 19 апреля 1985 | 909 | Airbus, Тулуза, Франция |
202 | G-BBDG | 13 декабря 1974 | 24 декабря 1981 | 1282 | Бруклендский Музей, Вейбридж, Великобритания |
203 | F-BTSC | 31 января 1975 | 25 июля 2000 | 11 989 | Разбился в Париже в 2000 году |
204 | G-BOAC | 27 февраля 1975 | 31 октября 2003 | 22 260 | Аэропорт Манчестера, Велибритания. Этот «Конкорд» был первым поставленным British Airways, и флагманом авиакомпании. |
205 | F-BVFA | 27 октября 1976 | 12 июня 2003 | 17 824 | Смитсоновский национальный Аэрокосмический Музей, около Вашингтона, США |
206 | G-BOAA | 5 ноября 1975 | 12 августа 2000 | 22 768 | Национальный Музей Полёта, Восточный Лотиан, Шотландия, Великобритания |
207 | F-BVFB | 6 марта 1976 | 24 июня 2003 | 14 771 | Sinsheim Auto & Technik Museum, Германия |
208 | G-BOAB | 18 мая 1976 | 15 августа 2000 | 22 296 | Аэропорт Хитроу, Лондон, Велиобритания |
209 | F-BVFC | 9 июля 1976 | 27 июня 2003 | 14 332 | Airbus, Тулуза, Франция |
210 | G-BOAD | 25 августа 1976 | 10 ноября 2003 | 23 397 | Intrepid Sea-Air-Space Museum, Нью-Йорк, США |
211 | F-BVFD | 10 февраля 1977 | 27 мая 1982 | 5814 | Пущен на запчасти в 1982 году и разобран в 1994 году |
212 | G-BOAE | 17 марта 1977 | 17 ноября 2003 | 23 376 | Международный аэропорт Грэнтли Адамса, Барбадос |
213 | F-BTSD | 26 июня 1978 | 14 июня 2003 | 12 974 | Аэрокосмический Музей, Ле Бурже, Франция |
214 | G-BOAG | 21 апреля 1978 | 5 ноября 2003 | 16 239 | Museum of Flight, Сиэттл, США |
215 | F-BVFF | 26 декабря 1978 | 11 июня 2000 | 12 421 | Аэропорт Шарль Де Голль, Париж, Франция |
216 | G-BOAF | 20 апреля 1979 | 26 ноября 2003 | 18 257 | Аэродром Филтон, Бристоль, Великобритания |
Восстановление
Группа добровольцев поддерживает один из «Конкордов» (F-BTSD) в состоянии лётной годности в Аэрокосмическом музее в Ле-Бурже, планируя поднять самолёт в воздух в 2010 году.G-BBDG был восстановлен до выставочного состояния практически из одного корпуса в Брукландском музее.Технические характеристики
- Экипаж: 3 человека (командир, пилот, бортинженер)
- Пассажировместимость:Длина: 56,24 (58,83) м
- в текущей компоновке: 92 (Эр Франс) или 100 (Бритиш Эируэйз)
- максимально разрешённая: 128
- Размах крыла: 25,57 м
- Высота: 12,19 (11,58) м
- Площадь крыла: 358,6 м?
- Коэффициент удлинения крыла: 1,85
- Угол стреловидности по передней кромке: от 60° до 80°
- Масса пустого: 78 700 кг
- Максимальная взлётная масса: 187 700 кг
- Масса полезной нагрузки: 12 000 кг
- Масса топлива: 95 680 кг
- Двигатели: 4? ТРДФ Rolls-Royce / SNECMA «Olimpus» 593
- Тяга, максимальная: 140 кН
- Тяга на форсаже: 169 кН
- Расход топлива: 25 т/ч (при максимальной полезной нагрузке)
Лётные характеристики
- Максимальная скорость: 2330 км/ч (2,2 М)
- Крейсерская скорость: 2150 км/ч (2,02 М)
- Практическая дальность: 6470 км (с нагрузкой 8845 кг при М=2,05 на высоте 16 000 м)
- Перегоночная дальность: 7250 км
- Практический потолок: 18 300 м
- Скороподъёмность: 25,41 м/с
- Тяговооружённость: 0,373
- Аэродинамическое качество:Максимальная температура носовой части: 127 °C
- на малой скорости: 3,94
- при М = 0,94: 11,47
- при М = 2,04: 7,14