Авиалайнер будущего доставит из Лондона в Новую Зеландию за пол часа

Корреспондент BBC Future рассказывает о смелой идее канадского инженера, в случае реализации которой время перелета из Лондона в новозеландский Окленд может сократиться до получаса — вопреки всем законам физики. 

В географии антиподами называются противоположные точки на земной поверхности, лежащие на двух концах воображаемой линии, проходящей через центр Земли. Такие две точки отстоят друг от друга на максимально возможное расстояние.

В Великобритании термин часто используется как синоним Австралии и Новой Зеландии, поскольку с этими двумя странами Туманный Альбион связывают самые продолжительные авиаперелеты.

Время в пути между Лондоном и Оклендом, крупнейшим новозеландским городом, составляет около 24 часов, учитывая промежуточную посадку.

А теперь представьте себе самолет, который мог бы совершить подобный рейс менее чем за полчаса. Подобный авиалайнер произвел бы революцию в авиатранспортной отрасли.

Но станет ли подобное нарушением законов физики — или, по крайней мере, аэродинамики?

Необязательно, считает канадский инженер Шарль Бомбардье (внук основателя авиастроительной компании Bombardier). Его концепция сверхзвукового самолета так и называется: «Антипод».

Мы спросили Бомбардье, как люди реагируют на его проект. «Идея заключается в том, чтобы долететь из Нью-Йорка в Лондон, скажем, за 20 минут — и именно это, я думаю, действительно захватывает воображение, — ответил он. — Люди всегда мечтали о транспорте, который мог бы доставить их на другой край земли».

Бомбардье известен своими смелыми идеями. Согласно информации на его вебсайте, «Антипод» представлял бы собой сверхзвуковой деловой самолет, способный развивать скорость в районе 25 600 км/ч, то есть лететь в 24 раза быстрее скорости звука.

Для сравнения: максимальная скорость британо-французского авиалайнера «Конкорд» превышала скорость звука чуть более чем в два раза (2560 км/ч).

Предполагается, что «Антипод» сможет взлетать с любого обычного аэродрома при помощи ракетных ускорителей, которые будут поднимать самолет на 12-километровую высоту и разгонять его до скорости, в 5 раз превышающей скорость звука.

После этого последует отстрел ускорителей и включится прямоточный воздушно-реактивный двигатель (ПВДР), за счет которого аппарат достигнет скорости, в 24 раза превышающую скорость звука.

«Эффективная работа ПВДР достигается на скорости в пять раз выше скорости звука, так что сначала необходимо разогнаться. Для этого я решил использовать ракетные двигатели», — объясняет Бомбардье.

По его словам, отстреленные многоразовые ракетные ускорители будут возвращаться на аэродром взлета подобно ракетным ступеням проекта SpaceX бизнесмена Илона Маска.

При таких скоростях летательный аппарат напоминал бы скорее ракету, чем самолет традиционной схемы. И это обстоятельство отражено в облике «Антипода».

Его крыло будет производить достаточно подъемной силы для планирования с целью посадки на двухкилометровую полосу, что является обычным делом и для нынешних авиалайнеров.

Но в случае необходимости ухода на второй круг «Антиподу» пришлось бы включить компактные аварийные ракетные ускорители, чтобы снова набрать скорость. (Бомбардье предлагает для этой цели использовать двигатели, сходные по конструкции c разработкой компании X-COR Aerospace.)

Запасные ускорители будут служить еще одной цели: при необходимости их можно будет развернуть и использовать для торможения.

К идее Бомбардье следует подходить с определенной долей скептицизма. Он сам признает, что речь идет лишь о концепции, рассчитанной больше на то, чтобы начать профессиональную дискуссию и вызвать интерес к потенциально новым технологиям.

И, возможно, ему уже удалось нащупать решение некоторых потенциальных проблем.

Предыдущая концепция сверхзвукового летательного аппарата Бомбардье (под названием Screemr) была предназначена для полетов со скоростью в 10 раз выше скорости звука.

Связанные с ее эксплуатацией проблемы были бы сходны с проблемами «Конкорда»: сильный звуковой удар на местности и высокое нагревание носового обтекателя и передней кромки крыла, вызванное трением воздуха на высоких скоростях.

Однако когда Бомбардье опубликовал свою концепцию в расчете на профессиональное обсуждение, с ним связался Джозеф Хэзелтайн из компании Wyle, технического подрядчика НАСА и департамента обороны США.

Хэзелтайн предложил использовать новую технологию, известную как «режим длительного проникновения» (Long Penetration Mode, LPT).

Она заключается в том, что часть набегающего воздушного потока направляется через сопло в носовой части летательного аппарата для создания струи воздуха, направленной в обратном направлении.

В теории это аэродинамическое явление может уменьшить силу звукового удара и понизить температуру нагревания обшивки. Результаты экспериментов в аэродинамической трубе указывают на то, что технология может оказаться эффективной.

Впрочем, даже технология LPM не в состоянии будет окончательно устранить проблему нагревания, а развитие ПВРД пока не достигло уровня, на котором такие двигатели можно было бы использовать в коммерческих целях.

Кроме того, возможно, что чудовищные перегрузки при ускорении отпугнут многих потенциальных пассажиров.

«В конце концов, мы говорим всего лишь о концепции, а не об идее, которую уже можно реализовать на практике», — признает Бомбардье.

«Антипод» служит свидетельством веры изобретателя в то, что обмен идеями может стимулировать технический прогресс.

«Мне хотелось помочь другим получить финансирование для дальнейших исследований, поэтому я и попытался привлечь внимание к этой теме», — говорит Бомбардье.

«Я знаю, что это не приведет к созданию аппарата, в точности соответствующего моей концепции, но в результате могут быть разработаны новые технологии и процессы. В таком случае я буду рад, что чем-то помог обществу».