Boeing 2707

Boeing 2707


Галерея Boeing 2707

Разработчик Boeing
Первый полет  не выполнялся
Единиц произведено  0

 

Boeing 2707 — проект сверхзвукового авиалайнера, разрабатывавшийся компанией Boeing в 1960-хх. Будучи наиболее продвинутым из всех сверхзвуковых лайнеров, создававшихся в то время (Concorde, Ту-144), Boeing 2707 оказался слишком сложным в реализации и не был создан. Проект был закрыт. Самолеты никогда не летали.


История


Развитие отрасли

История послевоенной гражданской авиации по всему миру, особенно, 1950-1960-ые были полны событий. В первые годы после войны стало ясно, что поршневые самолеты достигли пределов своих возможностей и развивать их уже, практически, некуда. Но, в это время, начался восход новой технологии, которой суждено была завоевать небо. Реактивные военные самолеты появлялись в парках воздушных сил держав и очень быстро доказали свое, практически, абсолютное превосходство над старыми машинами. Следом за военной реактивной авиацией пришло время гражданской. В 1949 году в совершил первые полет De Havilland Comet. Первый в истории реактивный коммерческий авиалайнер стал настоящей революцией. Не смотря на множество проблем и аварий, он доказал, что будущее за реактивной авиацией и, конечно, самым важным его преимуществом была скорость: при крейсерских скоростях до 840 км/ч он был на треть быстрее поршневых аналогов (крейсерская скорость Lockheed Constellation — около 550 км/ч).

В течение последующих нескольких лет свои реактивные авиалайнеры появились в других странах: Ту-104, Boeing 707, DC-8, Sud Caravelle и так далее. Новые лайнеры приходили на смену старым, становясь надежнее, комфортабельнее и быстрее. Главным трендом по-прежнему оставалась скорость: авиапроизводители старались довести эти характеристики до максимума и, если первые лайнеры летали на скоростях около 800 км/ч, то следующее поколение ушло за 900 км/ч, а некоторые самолеты и вовсе подходили к показателям под 1000 км/ч (крейсерская скорость Convair 880 достигала 990 км/ч). Но это был предел того, что могли себе позволить классические реактивные самолеты. Что бы преодолеть этот рубеж нужно было совершить революцию.

14 октября 1947 года экспериментальный самолет Bell X-1, во время испытательного полета на максимальную скорость впервые в истории преодолел звуковой барьер. Началась сверхзвуковая эра. В начале 1950-хх в небо поднялись первые серийные сверхзвуковые истребители F-100 Super Sabre и МиГ-19, а, вскоре, к ним присоединился Dassaul Super Mystère — первый в классе европеец. Технологии и вся отрасль развивалась бешеными темпами и сверхзвук становился опцией не только легких истербителей, но и бомбардировщиков. В конце 1950-хх мир увидел первых представителей этой породы — бомбардировщики B-58 Hustler и Ту-22.

К этому времени очевидным стала новая тема: раз технологии позволяют создавать сверхзвуковые бомбардировщики, значит, возможно, они уже могут открыть двери сверхзвуковой коммерческой авиации. Имея скорости, близкие к скоростям военных самолетов, эти лайнеры смогут доставлять пассажиров значительно (потенциально — кратно) быстрее, чем их дозвуковые версии. Этого было достаточно, что бы заинтересовать всех лидеров отрасли.

 

Начало работ

Первые исследовательские работы по теме сверхзвукового пассажирского самолета начались еще начале 1950-хх с различных испытаний в аэродинамических трубах и на малоразмерных прототипах. В 1958 году в  Boeing была сформирована комиссия, занимающаяся непосредственной проработкой данных вопросов.

В течение нескольких лет комиссия прорабатывала множество различных вариаций дизайнов и концепций в рамах программы, получившей шифр Model 733. Большая часть версий конструкций самолетов имели дельтавидное крыло или его вариации с наплывом (оживальное крыло). Такое крыло считалось перспективным и было принято в качестве основного при разработке как европейского Concorde, так и советского Ту-144. Однако, в 1959 году, инженеры обратили внимание на другой многообещающий вариант крыла с изменяемой стреловидностью.

Основной проблемой крыла сверхзвукового самолета было то, что малый размах, большая стреловидность и небольшая площадь делали его вполне подходящим для высоких скоростей полетов, но на малых скоростях значительно ухудшали летные характеристики самолетов. Концепция оживального дельтавидного крыла, разработанная BAC и Sud Aviation, в принципе, решала эту проблему, хотя самолет с таким крылом все равно имел достаточно высокую минимальную скорость при относительно небольших габаритах и был вынужден взлетать и садиться поддерживая большой угол атаки.

Американские инженеры обратили внимание на другой многообещающий вариант крыла изменяемой стреловидности (swing-wing). Такое крыло имело очень важное преимущество, имея возможность менять страловидность, такое крыло адаптировалось под скорость полета. На больших скоростях оно имело максимальную стреловидность, позволяя самолету преодолевать звуковой барьер, а на малых скоростях его стреловидность приближалась к показателям обычных дозвуковых самолетов, придавая машине их преимущества. Эта концепция в начале 1960-хх имела множество сторонников и реализовалась, в первую очередь, в программе TFX (программа создания универсального бомбардировщика — будущего General Dynamics F-111). После проведения исследований и конкурсов внутри Boeing пришли к выводу, что крыло изменяемой стреловидности более перспективно, чем дельтавидное.

В 1961 году администрация недавно избранного Президента США Джона Кеннеди озаботилась проблемами развития гражданской авиации. Ее экспоненциальный рост начинал вызывать проблемы и власти рассматривали вопросы решения. В течение нескольких месяцев, FAA разработал две масштабные программы, которые должны были оптимизировать отрасль: Проект Маяк (Project Beacon) должен был создать новые методики и комплексы для оптимизации контроля воздушных перевозок, а Проект Горизонт (Project Horizon) должен был прорабатывать вопросы создания авиалайнеров нового поколения.

В рамках проекта Горизонт руководство FAA активно продвигало идею создания сверхзвуковых авиалайнеров, так как считалось, что именно такие самолеты, со временем, станут доминировать в коммерческих пассажирских перевозках. Тем не менее, эта концепция в США сталкивалась с противодействием сторонников концепции увеличения размерностей самолетов, а не их скорости. Самолет продвигался тяжело, а некоторые представители Администрации Президента, например, министр обороны Роберт Макнамара не скрывал своего скепсиса по данному вопросу, настаивая на неготовности индустрии к таким самолетам продолжении фундаментальных исследований.

Споры продолжались долгое время. Сторонники сверхзвуковых лайнеров настаивали на том, что полеты на кратно больших скоростях увеличат количество рейсов, снизив количество самих самолетов. Противники же обращали внимание на потенциальные экологические риски, а так же на непомерно высокие расходы топлива таких самолетов — в случае роста цен на горючее, сверхзвуковые самолеты станут неконкурентоспособны.

 

Конкорд

В 1962 году европейские корпорации BAC и Sud Aviation сформировали консорциум и официально анонсировали программу создания первого сверхзвукового авиалайнера. Проект пользовался очень большой поддержкой как Лондона, так и Парижа, а к тому времени концепция перспектив сверхзвуковых полетов становилась превалирующей. Все считали, что такие самолеты завоюют небо, а европейцы, создав такой самолет первыми, завоюют авиастроительный рынок. Это крайне обеспокоило американцев, оказавшихся в отстающих. Мало было новостей из Западной Европы, так вскоре выяснилось, что собственный сверхзвуковой лайнер создается в Советском Союзе.

Спустя буквально несколько дней после анонсирования проекта Concorde, руководство FAA направило письма Президенту Кеннеди, заявиви, что если США не преодолеют отставание от конкурентов в области сверхзвуковых перевозок, то Америка потеряет десятки тысяч рабочих мест, миллиарды долларов и множество важных в будущем компетенций.

Нужно было создать собственный авиалайнер, причем, превосходящий аналоги из за океана. Причем, изначально было предложено создать самолет, развивающий скорость до 3 Махов — больше, чем у аналогов, но имеющий дальность полета около 4 тысяч километров — самолет должен был выполнять внутренние рейсы, а, из-за отставания от европейцев предполагалось, что трансатлантические маршруты неизбежно захватит Конкорд.

Не смотря на сильное противодействие и скепсис со стороны многих специалистов отрасли, Concorde и Ту-144, а так же давление общественности и FAA, стали мощным толчком для создания самолета. Кроме того, возмущение отставанием от конкурентов возросло еще сильнее, когда главная авиакомпания США — Pan American анонсировала контракт на закупку Конкордов. Президент Pan Am Хуан Трип, будучи очень влиятельным в отрасли человеком, был хоть и сдержанным, но сторонником сверхзвуковых перевозок и заявлял, что Pan Am не может игнорировать этот тренд, даже если американский авиапром такие самолеты делать не будет. В конце концов, проект Национального Сверхзвукового Транспорта (National Supersonic Transport) был анонсирован Президентом Кеннеди в 1963 году.

 

Boeing 2707 — выше головы не прыгнешь. История мегапроекта

 

Развертывание программы

В конкурсе на создание будущего лайнера участвовали все крупные авиапроизводители США. Lockheed и North American занимались планерами, а силовые установки разрабатывали фирмы Curtis-Wright, General Electric и Pratt&Whitney. Исследования показывали потенциальный спрос на 500 лайнеров до 1990 года. Ажиотаж был очень большим, не смотря на то, что до 1964 года было не совсем понятно, какой самолет будет создан, многие авиакомпании уже подписывали меморандумы о будущих закупках.

Lockheed и North American предлагали самолеты с дельтавидным крылом, больше напоминающие Конкорды. Но, подключившийся, вскоре, к тендеру Boeing пришел с собственным уже достаточно хорошо проработанным проектом Model 733 с крылом изменяемой стреловидности. К 1966 году проект был переименован и получил официальное наименование Boeing Model 2707 (хотя в внутренних документах он так и оставался моделью 733).

В отличие от аналогов, Boeing 2707 имел хвостовое оперение, достаточно крупную неподвижную часть крыла, вытянутую вдоль почти всего фюзеляжа и крыло изменяемой стреловидности. Кроме того, для самолета Boeing разрабатывал весьма прорывную конструкцию сверхкритического крыла — ранее подобные технологии в большой коммерческой авиации не применялись. Конструкция довольно сильно напоминает созданный позже стратегический бомбардировщик Rockwell B-1 Lancer, созданный спустя 10 лет. Лайнер предполагал возможность изменения длины фюзеляжа, позволяющего, в будущем варьировать вместимость от 150 до 227 пассажиров.

Lockheed вел собственный проект CL-823, который по конструкции казался увеличенной версией Конкорда — бесхвосткой с дельтовидным крылом и узким фюзеляжем. В отличие от европейского лайнера, двигатели самолетов Boeing и Lockheed должны были располагаться в индивидуальных мотогондолах, а не попарно. При этом CL-823 был самым большим из проектировавшихся вариантов, его вместимость составляла 218 кресел.

Третий проект NAC-60, ведомый фирмой North American создавался с явной оглядкой на разрабатывавшийся ими же тяжелый бомбрардировщик XB-70 Valkyrie. Самолет получил дельтавидное крыло и переднее горизонтальное оперение. Благодаря оперению, самолет мог поддерживать минимальную скорость полета с небольшим углом атаки, в связи с чем необходимость в опускаемой носовой секции отпадала. При этом носовая часть самолета не была выполнена в виде острого конуса, что придавало ему более классические формы. Однако, такое решение ограничивало скорость полета максимум в 2,65 Маха.

Однако, вариант North American посчитали недостаточно перспективным, к тому же, предполагалось, что фирма будет занята бомбардировщиком. В итоге, NAC-60 не прошел в финал гонки, как и разработчик двигателей для него — Curtiss- Wright. Модель 2707 была увеличена до вместимости в 250 кресел, а двигатели расположили под значительно увеличенным хвостовым оперением. Оперение было спроектировано так, что при переводе крыла в режим максимальной стреловидности оно «сливалось» с хвостом, формируя единую дельтавидную поверхность.

После публикации окончательного пакета подробных требований, лайнеры снова были скорректированы и увеличены. В итоге, в 1966 году в тендере участвовали уже 300-местный Boeing 2707 (Model 733-390) и Lockheed L-2000. Оба самолета получили полноразмерные макеты для демонстрации. В итоге, в начале 1967 года Boeing был объявлен победителем: крыло изменяемой стреловидности и развитая механизация позволяли их лайнеру поддерживать меньшую взлетную и посадочную скорости, что делало его более гибким в эксплуатации и более тихим на этих режимах, что было важно для населенных пунктов возле аэропортов.

Boeing 2707 был невероятно прорывным проектом. Даже если бы он не был сверхзвуковым, он все равно считался бы одним из самых продвинутых. Во-первых, он был огромен, длина самолета достигала 93 метров против 64 у Ту-144 и 61 у Конкордов, а максимальная взлетная масса превышала показатель аналогов на треть (306 т против 207 т у Ту-144 и 187 т у Конкорда).

Как ни странно, не смотря на требования аэродинамики сверхзвуковых полетов (при том, что самолет должен был летать на скоростях до 2900 км/ч и высотах около 22 км), именно Boeing 2707 был одним из первых широкофюзеляжных самолетов с максимальной шириной фюзеляжа почти 5 метров (ширина по длине менялась), салон которого должен был получить конфигурацию 7 кресел в ряд с двумя проходами (2+3+2). Салон планировалось оснастить системами развлечений на борту с выдвижными телевизорами между рядами, в первом классе телевизор ставился на каждую пару расположенных рядом кресел.

Учитывая, что угол атаки самолета при взлетах и посадках все равно был достаточно большим, инженеры Boeing пошли тем же путем, что и их европейские и советские коллеги, сделав носовую часть лайнера опускаемой. Однако, носовой конус был разделен на две секции и если основная часть опускалась аналогично Конкорду и Ту-144, то передняя кромка отклонялась вверх, компенсируя это и оставаясь постоянно в горизонтальном положении. Это позволяло увеличить угол опускания носа (без касания поверхности земли) и улучшало работу расположенного там метеолокатора.

Кроме того, лайнер должен был получить самую совершенную авионику на момент создания. Кабина пилотов, рассчитанная на троих членов экипажа оснащалась первыми элементами «стеклянной» кабины, позже ставшей базовой для всех коммерческих лайнеров.

В качестве силовой установки предполагалось использовать новейшие двигатели General Electric GE4. Их создавали для лайнера специально, хоть конструкция и базировалась на военных двигателях General Electric YJ93, которыми оснащались прототипы бомбардировщиков North American XB-70. Имея тяги на уровне 220 кН без форсажа и 281 кН на форсаже, GE4 были самыми мощными в классе.

Предполагалось, что сборка первых прототипов начнется уже в 1967 году, а испытательные полеты можно будет проводить уже с 1970-ого. К 1974 году лайнеры должны были получить сертификаты типа.

Однако, в процессе создания конструкции, фирма столкнулась с серьезными сложностями. Главные проблемы вытекали из главных преимуществ: длинный и широкий фюзеляж при воздействии нагрузок сверхзвукового полета сильно деформировался, что снижало ресурс планера. Еще большей проблемой стало крыло изменяемой стреловидности. Все его преимущества компенсировались сложностью и большой массой механизма — даже в случае изготовления его из титана, подобный механизм каждой консоли весил больше 2 тонн и имел довольно значительные габариты. Оказалось, что с такой конструкцией самолет не сможет достигнуть заданных показателей скорости и дальности.

В итоге, инженерам пришлось сделать шаг назад, разработав новый планер с дельтавидным крылом и без горизонтального оперения. Фюзеляж так же несколько уменьшили до 234 мест. Новый самолет получил индекс Boeing 2707-300. Создание его функционального макета и двух прототипов началось в 1969 году с отставанием от графика на 2 года.

Не смотря на все сложности, Boeing оценивал проект весьма оптимистично. Предполагалось, что в течение последующих лет модель 2707 завоюет рынок магистральных перевозок дальностью около 7000 километров в то время, как Boeing 747 позиционировался, как лайнер для дальних путешествий на расстояния до 10 000 километров. Фирма сформировала портфель заказов на 122 лайнера от 26 авиакомпаний.

Однако, не смотря на все старания инженеров, ни Boeing, ни его заокеанские конкуренты так и не смогли решить фундаментальную проблему сверхзвуковых полетов: звуковой удар.

В 1964 году в городе Оклахома был проведен ряд тестов для проверки воздействия звукового удара от пролетающих самолетов на населенные пункты. В течение некоторого времени, неподалеку от города на сверхзвуке совершал пролеты прототип XB-70. Не смотря на все принимаемые меры и тот факт, что самолет летал на максимальной высоте около 23 км, местные власти получали тысячи жалоб от населения, а воздействие звукового удара выбивало стекла и разрушало конструкции. Кроме того, высотные полеты и выброс отработанных газов вызывали опасения касательно риска разрушения озонового слоя.

Все эти факторы были допустимы в случае лишь периодических полетов специальных или военных самолетов. Но, в случае развития массовой коммерческой авиации с эксплуатацией сотен таких самолетов, эти риски становились очень серьезными.

К 1971 году стоимость проекта возросла настолько, что, не смотря на поддержку администрации Ричарда Никсона, Конгресс США принял решение прекратить финансирование, посчитав проект бесперспективным и слишком дорогим.

Это вызвало негодование со стороны многих энтузиастов, а специалисты в области аэрокосмической индустрии и профсоюзы предупреждали, что одновременное свертывание лунной программы Аполлон и проекта сверхзвукового лайнера приведет к резкому росту безработицы в отрасли. Но политически, гонка за сверхзвук американцами уже была, фактически, проиграна: Ту-144 взлетел в 1968 году, Конкорд в 1969, а Boeing 2707 в 1971 году даже не начал наземных испытаний. Заявлялось, что создание самолетов первого поколения уже не имеет смысла и США должны вернуться к фундаментальным исследованиям для создания самолета второго поколения в 1980-хх, 1990-хх.

В итоге, проект был закрыт. Два собиравшихся в то время прототипа так и не были закончены, а Boeing столкнулся с серьезными финансовыми проблемами из-за свертывания проекта и сложностей с выводом на рынок Boeing 747 — компания едва не обанкротилась. В итоге, им пришлось сократить персонал на 60000 человек, резко увеличив безработицу в Сиеттле и вызвав массовый отток населения. С тех пор Boeing 2707 стал часто упоминаться, как «самолет, который едва не съел Сиеттл».

Тем не менее, свертывание проекта, не смотря на все тяжелые последствия было верным решением. Как показал пример эксплуатации конкурентов, коммерческого успеха они не достигли. Из 150 запланированных к поставке Конкордов, реально поставлено было всего 14 самолетов и то, с огромной государственной поддержкой. Конкорды продолжали летать вплоть до начала XXI века, но не приносили прибыли операторам и были, скорее, инструментом обеспечения имиджа.

Советский же Ту-144 даже при еще большей поддержке со стороны Правительства СССР оказался еще менее удачлив и эксплуатировался всего несколько месяцев.

Учитывая сложность и стоимость Boeing 2707, в таких условиях, он стал бы, вероятно, самым дорогим и самым громким провалом американского авиапрома. И последствия этого едва не случившегося провала на долгое время отбили у авиастроителей желание заниматься этой темой. Фактически, в течение последующих нескольких десятилетий, работы по сверхзвуковым лайнерам вернулись на этап фундаментальных исследований и осуществлялись, преимущественно, в рамках исследовательских программ NASA.

Однако, не смотря на весь прогресс, на данный момент основные проблемы сверхзвуковых лайнеров, в первую очередь, высокий расход топлива и звуковой удар, все еще не решены. Экономическая эффективность таких самолетов по-прежнему будет значительно уступать эффективности дозвуковых лайнеров. Даже попытка Boeing создать трансзвуковой авиалайнер Sonic Cruiser не увенчалась успехом — лайнеры оказывались слишком дорогими, а преимущества скоростных полетов были неочевидны.

Boeing 2707 так и остался проектом. Его прототипы не были собраны, а макеты были переданы авиационным музеям.


Характеристики самолетов Boeing 2707 (-200)

Тип Сверхзвуковой магистральный пассажирский самолет
Силовая установка General Electric GE4/J5P
Тяга двигателей 4 Х 220 кН (22,4 тс) без форсажа
2 Х 281 кН (28,65 тс) на форсаже
Максимальное число пассажиров 277 (1 класс эконом)
Практический потолок 22 000 м
Дальность полета 7 871 км (полня коммерческая нагрузка)
Максимальная взлетная масса 306 т
Крейсерская скорость 2 900 км/ч
Размах крыла 54,97 м (минимальная стреловидность)
32,23 м (максимальная стреловидность)
Длина 93,27 м
Высота 14,10 м

 

 

НОВОСТИ