Экспериментальные самолеты (X-planes): нужны ли они в новую эпоху беспилотников?

Самолеты серии X: нужны ли они в новую эпоху беспилотников?

Длинный нос X-59 призван снизить силу звукового удара самолета

Странный и примечательный реактивный самолет летает над США. У него похожий на муравьеда нос, детали от других самолетов и кабина пилота, расположенная так далеко сзади, что летчику приходится полагаться на камеру, чтобы понимать, куда он направляется.

Эта машина, X-59, вполне может представлять собой будущее авиаперелетов.

Необычная форма X-59 обусловлена проблемой звуковых ударов. Ударная волна, возникающая, когда реактивный самолет преодолевает звуковой барьер, ограничивала полеты «Конкорда» только морскими маршрутами и закрывала ему путь к прибыльным рейсам через территорию США.

Теперь НАСА решает эту проблему, используя удлиненный нос X-59, чтобы превратить сверхзвуковые удары в едва заметные глухие хлопки на фоне общего шума.

Помимо странного внешнего вида, X-59 обладает впечатляющей родословной. Это новейший в линейке экспериментальных самолетов НАСА, которая началась в 1947 году с Bell X-1 — первого самолета, преодолевшего звуковой барьер.

Питер Коэн, ветеран НАСА с 43-летним стажем, руководящий программой, объясняет логику, стоящую за 80-летней историей самолетов серии X: «Наш подход заключается в том, чтобы выбирать небольшие цели, которые мы стремимся доказать с помощью полетных данных, и под эту конкретную задачу мы создаем планер».

Идея самолетов серии X состоит в том, чтобы «минимизировать цели: чем больше у вас целей, тем дороже это обходится». Для X-59 цель проста — дешево подавить звуковые удары, и ничего более.

В случае с X-1, на котором легендарный летчик-испытатель Чак Йегер преодолел звуковой барьер в 1947 году, в НАСА знали, что пуля калибра .50 летит быстрее звука. Поэтому небольшой коренастый самолет был спроектирован как пуля с прикрепленными крыльями.

Всего 20 лет спустя ракетный самолет X-15 — цилиндр с крошечными крыльями, сбрасываемый с бомбардировщика B-52 — достиг скорости, в 6,7 раза превышающей скорость звука (4520 миль в час), и границы космоса, что помогло проложить путь к созданию термостойких материалов, которые имели решающее значение для программы «Спейс Шаттл».

НАСА проводит полеты X-59 параллельно с опросами населения, чтобы выяснить, что люди думают, когда сверхзвуковой удар сглаживается удлиненным носом самолета и становится тише.

«Мы хотим выяснить, какой уровень звукового удара приемлем для людей на регулярной основе», — говорит Коэн, который считает, что его самолет при переходе на скорость выше 1 Маха (около 660 миль в час на крейсерской высоте пассажирских лайнеров) будет звучать «как закрывающаяся дверь машины на другой стороне улицы».

Кабина и катапультное кресло этого самолета-конструктора, собранного компанией Lockheed Martin для НАСА, были заимствованы у учебного реактивного самолета T-38, шасси — у истребителя F-16, а двигатель предоставлен F-18.

Камера, передающая изображение на экран перед пилотом, использует мгновенную компьютерную обработку, чтобы компенсировать отсутствие переднего обзора. Самолет впервые поднялся в воздух в 2025 году и сейчас преодолевает звуковой барьер над отдельными городами США.

Но должно ли оставаться место для проектов самолетов серии X в мире, где быстрыми темпами разрабатываются относительно недорогие беспилотники — не в последнюю очередь в ходе войны Украины против России?

В самом НАСА рассматривали вариант беспилотного X-59. Но дроны не всегда оказываются более дешевым выбором.

Исключение пилота добавило бы стоимости и сложности в процесс сертификации роботизированного реактивного самолета для полетов на высокой скорости над населенными пунктами.

Кроме того, X-59 должен был быть достаточно большим, чтобы имитировать преодоление звукового барьера пассажирским лайнером, что также позволило выделить место для кабины пилота.

НАСА не привыкать к беспилотным самолетам серии X. X-48, уменьшенная модель пассажирского самолета, в которой крыло и фюзеляж слиты в единый несущий корпус, совершил полет в 2007 году.

Малый размер был идеален для крошечного X-48 с размахом крыльев 20 футов, поскольку это позволяло удерживать программу в рамках бюджета.

«Вполне вероятно, что будущие самолеты серии X будут беспилотными», — говорит Коэн, добавляя важные оговорки: «если только исследуемая нами технология не связана с пилотированием или если присутствие экипажа не является более экономически эффективным».

Гай Граттон, профессор испытаний и оценки воздушных судов в Крэнфилдском университете, раздражен идеей о том, что пилотируемые испытательные самолеты изжили себя.

«В определенных кругах бытует мнение, что дроны могут делать все. В Украине с помощью дронов добились удивительных результатов, но если вы хотите перевозить людей, срезать углы нельзя».

Граттон, испытывавший легкие самолеты, подчеркивает ценность присутствия человека в контуре управления. «Без пилотов теряется колоссальный объем информации, упускаются уроки, которые мог бы выявить пилот, к тому же для испытания беспилотника на земле может потребоваться в четыре раза больше людей».

Персонал, необходимый для мониторинга сигналов с беспилотника, представляет собой косвенные расходы, из-за которых некоторые пилотируемые самолеты серии X остаются относительно доступными по цене.

В Великобритании также поднимались в воздух собственные технологические испытательные стенды, и Крис Йео когда-то сидел в кресле пилота одного из них. Самолет по программе экспериментального самолета (EAP) совершил полет из Ланкашира в 1986 году и протестировал основные системы для истребителя Typhoon.

Йео признает родство EAP с самолетами серии X. «Все они исследуют какой-то аспект полета и доказывают, что конструкция работает правильно. Многие говорят, что могут что-то сделать, но вы узнаете, что это работает, только тогда, когда конструкция будет протестирована и сертифицирована».

Спустя сорок лет после полетов Йео на EAP в Великобритании обретает форму новый демонстратор технологий. Тони Годболд, руководящий проектом в BAE Systems, называет его «самолетом серии X нашего поколения».

Этот проект BAE Systems объединяет 100 британских поставщиков, включая Rolls-Royce, для тестирования идей, которые могут лечь в основу Глобальной программы боевой авиации (GCAP) — истребителя, полет которого ожидается в 2030-х годах. Демонстратор технологий будет использовать двигатели от существующего Typhoon и должен подняться в воздух ориентировочно в 2028 году.

Это вызвало огромный интерес у небольшой группы квалифицированных британских летчиков-испытателей реактивной авиации. Годболд говорит, что почти все они, около 14 человек, уже летали на этом самолете на симуляторе.

Для многих в аэрокосмической отрасли человеческий фактор по-прежнему важен так же, как и в эпоху Йегера. «На компьютерах и симуляторах можно смоделировать многое, но опыт летчиков-испытателей — это то, где все становится реальным; по-настоящему мы учимся чему-то только тогда, когда получаем их отзывы», — признает Годболд.

У этих самолетов есть и политическая сторона. Годболд говорит, что его самолет демонстрирует приверженность Великобритании программе GCAP — совместному проекту с Италией и Японией. «Это доказывает, что мы серьезно настроены в этой сфере».