Авиалайнер будущего" НАСА теперь официально называется X-plane

В НАСА существуют три действующие программы по X-самолетам, включая новый X-66A. Вот как обстоят дела с каждой из них.

Отредактировано 2023-25-06
демонстратор устойчивого полета nasa x-66aИзображение X-66A, или демонстратора устойчивого полета. Под крыльями видны фермы, которые он будет иметь.

В начале этого года НАСА объявило, что совместно с компанией Boeing будет работать над созданием самолета с кардинально новым внешним видом, который может появиться на взлетно-посадочной полосе примерно через пять лет. Самолет, названный Sustainable Flight Demonstrator, имеет длинные тонкие крылья, которые поддерживаются фермами для придания им необходимой устойчивости. По данным агентства по аэронавтике и исследованию космического пространства, благодаря этим крыльям и другим усовершенствованиям самолет может быть на 30 процентов более экономичным по сравнению с современными самолетами аналогичного размера, такими как однопроходные Boeing 737 или Airbus A320.

На этой неделе НАСА сообщило, что самолет, которого еще не существует, получил обозначение X-plane от Министерства обороны. Теперь он официально называется X-66A, что означает, что это экспериментальный исследовательский самолет. У НАСА уже есть две текущие программы X-plane, так что X-66A - это три программы. Вот что нужно знать обо всех трех программах.

Демонстратор устойчивого полета НАСА BoeingНАСА обнародовало свои планы по созданию демонстратора устойчивого полета в январе. Boeing

Самолет X-66A нацелен на топливную эффективность

Цель демонстратора устойчивого полета заложена в его названии: быть настолько устойчивым, насколько это возможно. Хотя ни один самолет, сжигающий традиционное ископаемое топливо, не может считаться экологичным, цель состоит в том, чтобы сделать его как можно более эффективным в использовании топлива, которое он потребляет.

Самолет станет результатом сотрудничества между NASA и Boeing, и агентство подчеркивает, что одной из причин, по которой они добивались от Пентагона обозначения X-plane, было желание сделать назначение самолета очевидным.

"Мы действительно хотели, чтобы было ясно, что это исследовательский самолет", - говорит Брент Коблей, руководитель программы Sustainable Flight Demonstrator в Исследовательском центре НАСА имени Армстронга. "Мы действительно пытаемся учиться на этом самолете - это не прототип, это не серийный самолет".

Еще одна причина для получения X-имени - отразить тот факт, что вся конструкция самолета является чем-то новым, в отличие от того, как NASA испытывает небольшую новую технологию на существующей конструкции самолета.

"С обозначением X-plane связана долгая история, - размышляет Коблей. Проекты, которые носили это обозначение, были "одними из самых интересных и инновационных конструкций самолетов". Ознакомьтесь со списком X-самолетов НАСА здесь.

Чтобы получить этот знак X, НАСА пришлось обратиться в Пентагон. Буквы, которые встречаются в названиях самолетов, означают что-то об этом самолете - F в F-16 означает истребитель, а B в B-21 - бомбардировщик, и в данном случае X тоже что-то говорит. "Это исследовательский самолет", - говорит Коблей. "Вот что означает X".

Наиболее заметной особенностью самолета являются длинные, тонкие крылья с ферменными балками, которые предназначены для создания меньшего сопротивления при движении по воздуху, обеспечивая при этом подъемную силу, необходимую для полета самолета. Повышение эффективности происходит потому, что длинное крыло помогает уменьшить вихри, которые иногда можно заметить на кончиках крыльев самолета. Это "почти как торнадо, возникающее на кончиках крыльев - создается много энергии, которая на самом деле не приносит нам никакой пользы", - говорит Коблей. Крылья X-66A могут ослабить их".

Еще один способ повысить эффективность использования топлива - это двигатели. Поскольку крыло самолета X-66A будет находиться выше от земли, чем крыло самолета типа 737, это означает, что на нем можно использовать более мощные двигатели, которые не рискуют удариться днищем о взлетно-посадочную полосу или надышаться мусором. Турбовентиляторные двигатели, известные в просторечии как реактивные, наиболее эффективны, когда они имеют большие размеры, что позволяет им иметь высокий коэффициент обхода - когда гораздо больше воздуха обходит их сердцевину, чем проходит через нее. Или вентилятор, приводящий в движение воздух, может вообще не иметь никакого покрытия.

Цель состоит в том, чтобы самолет впервые полетел в 2028 году, но также имеет смысл ожидать задержек в подобных программах.

X-59 в 2022 году.X-59 в 2022 году. Крис Ханох

Самолет X-59 нацелен на более тихий сверхзвуковой полет

Если до первого полета X-66A еще как минимум пять лет, то X-самолет НАСА, который, скорее всего, полетит в этом году, называется X-59. Этот самолет, который НАСА создает совместно с компанией Lockheed Martin, существует для проверки гипотезы: Если правильно спроектировать самолет, то он сможет летать быстрее скорости звука, но делать это достаточно тихо, чтобы не беспокоить людей внизу?

Сверхзвуковые полеты гражданских самолетов не разрешены над территорией Соединенных Штатов из-за проблемы со стрелами. В идеале, X-59 мог бы продемонстрировать, что самолет может рассекать воздух быстрее скорости звука, но не создавать мощных ударных волн, которые приводят к тому, что люди слышат звуковые удары. Вот более подробная информация о том, почему сверхзвуковой полет создает звуковые бумы, и как X-59 может изменить эту ситуацию.

Изображение X-59.Изображение X-59. Обратите внимание, что у пилота не будет традиционного лобового стекла; вместо него он будет полагаться на 4K-монитор. НАСА / Lockheed Martin

Представитель НАСА сообщил по электронной почте, что цель по-прежнему состоит в том, чтобы поднять эту птицу в воздух в этом году: "Мы по-прежнему нацелены на 2023 год для первого полета X-59, и у нас будет более точное представление о дате, когда мы завершим некоторые критические испытания. В настоящее время мы готовимся к следующему весу на колесах, а затем переходим на летную линию и планируем начать наземные вибрационные испытания и испытания структурной связи".

X-57 в 2021 году. X-57 в 2021 году. НАСА/Лорен Хьюз

Самолет X-57 нацелен на электрический полет

Самый чистый способ полета самолета - это отсутствие прямых выбросов, и электрический самолет может этого достичь. Именно такую цель ставит перед собой НАСА, создавая X-57. Но батареи тяжелы, и они не обладают такой плотностью энергии, как ископаемое топливо, а это значит, что у электрического самолета не будет и близко такого запаса хода, как у его родственников, работающих на топливе. Однако трудности этого нового типа полетов не остановили компании от запуска в воздух экспериментальных электрических летательных аппаратов: Beta Technologies неоднократно летала на электрическом самолете, Joby Aviation сделала то же самое и объединилась с Delta Air Lines, а Eviation в прошлом году впервые подняла в воздух самолет Alice, и это только три примера. (Другой подход - использование водорода).

Но X-57 Maxwell, электрический самолет НАСА, столкнулся с техническими проблемами. Агентство изначально хотело, чтобы самолет прошел несколько различных этапов проектирования, или модификаций, но теперь в его планах только простая конструкция: один пропеллер, работающий от электричества, на каждом крыле.

Хотя по плану НАСА должно было поднять самолет в небо в такой конфигурации в этом году, представитель НАСА бросил тень сомнения на эти сроки в электронном письме PopSci: "Мы работаем над преодолением технических проблем, связанных с летными испытаниями этого самолета, и в настоящее время оцениваем наш график и бюджет, чтобы определить, когда состоится первый полет. Тем временем, проект X-57 продолжает производить знания, которые приносят пользу авиационной промышленности, исследователям и регулирующим органам".