Каждую секунду где-нибудь на нашей планете взлетает или садится пассажирский самолет. При этом в воздухе в любой момент одновременно находится около 1200 авиалайнеров. Уже в недалеком будущем новые самолеты будут летать гораздо быстрее, чем сейчас, и при этом расходовать меньше топлива.

С тех пор как братья Райт Уилбур и Орвилл совершили в 1903 году первый в мире удачный полет на своем деревянном самолетике с незамысловатым бензиновым двигателем, воздушный транспорт стал едва ли не самым популярным средством передвижения на дальние расстояния. Причем количество путешественников из года в год растет примерно на 170-180 миллионов человек. И если дела такими темпами пойдут и дальше, то через двадцать лет все авиакомпании мира вместе будут перевозить на своих рейсах более 7 миллиардов человек.

Такая картина не может не радовать самих производителей самолетов. Они уже подсчитали, что для перевозки всех этих людей авиакомпаниям мира потребуется приобрести в общей сложности свыше 35 тысяч лайнеров. Но чтобы полет не был для пассажиров долгим и скучным, ведущие мировые авиастроительные корпорации уже сейчас начали разработку принципиально нового поколения авиалайнеров. Своими очертаниями они напоминают космические болиды, летающие тарелки и даже ракеты. Именно такие формы новых лайнеров позволят им преодолевать гигантские расстояния с гиперзвуковой скоростью.  

Эра сверхзвуковой коммерческой авиации стартовала почти сорок лет назад, когда первый в мире советский сверхзвуковой гражданский самолет Ту-144 совершил свой первый рабочий рейс из Москвы в Алма-Ату. Правда, в тот раз лайнер перевез только почтовые отправления. А с 1 ноября 1977 года на этом же маршруте он начал перевозить и пассажиров. Аналогичный по классу сверхзвуковой лайнер был создан и в Западной Европе французскими и британскими конструкторами. Он получил название Concorde и летал в основном из Лондона и Парижа в Нью-Йорк. Оба этих самолета могли развивать небывалую для того времени скорость в 2500 км/час, что приблизительно вдвое превышает скорость звука. Но советский и франко-британский самолеты оказались слишком шумными, расходовали очень много топлива и сильно загрязняли окружающую среду, поэтому от их использования в конечном итоге решили отказаться. Тем не менее, мечта о сверхзвуковых полетах осталась.

Институт космических систем Германского аэрокосмического центра несколько лет назад начал проектирование гиперзвукового самолета SpaceLiner, способного за 90 минут облететь половину земного шара. Предполагается, что из Австралии в Европу такой самолет с пятьюдесятью пассажирами на борту долетит за полтора часа, а из Европы, например, в Калифорнию – всего за час. Еще десять лет этот проект будет находиться в стадии решения фундаментальных проблем, после чего инженеры и конструкторы приступят к строительству модели для испытаний. И если все пройдет удачно, то где-то к 2040-2050 гг. SpaceLiner выйдет на регулярные рейсы.

Нынешняя концепция этого летательного аппарата предполагает использование многоразового ракетного ускорителя, с помощью которого будет разгоняться гиперзвуковой пассажирский самолет. После запуска ракета-носитель достигнет верхних слоев атмосферы, отделится и опустится на землю. А SpaceLiner уже через восемь минут свободного полета сможет развить скорость примерно в 20 Махов (около 24 500 км/час) и начнет планирование к конечной точке маршрута. Посадка в другой части земного шара состоится на обычную взлетно-посадочную полосу.

Сейчас самая важная техническая проблема, которую предстоит решить конструкторам – это охлаждение корпуса SpaceLiner. Из-за трения об атмосферу во время разгона поверхность аппарата будет нагреваться до 1800 °C, что грозит ему разрушением. Чтобы этого не допустить, немецкие специалисты намерены использовать для носа и передней кромки крыльев самолета активное охлаждение на основе пористых керамических материалов с циркулирующей в них водой или специальным веществом. А остальные части фюзеляжа предполагается покрыть жаропрочными теплоизоляционными материалами. Не так давно в плазменном тоннеле лаборатории Института космических систем в Кёльне немцы успешно испытали и пористую керамику, и новую испарительную систему охлаждения SpaceLiner. А сейчас они уже перешли к компьютерному моделированию потоков воздуха вблизи самолета. Это очень важно, так как SpaceLiner должен достигнуть высоты 80 км, где условия сильно отличаются от тех, в которых летают обычные дозвуковые самолеты, в частности очень низкое атмосферное давление. Впрочем, помимо чисто технических сложностей с охлаждением SpaceLiner у его разработчиков наверняка возникнет множество других проблем. Надо учесть, что SpaceLiner должен быть пригоден для ежедневной эксплуатации. Его пассажиры — обычные люди, которые не проходили курсы подготовки космонавтов, и в полете их будет необходимо оградить от резких перепадов давления и перегрузок. 

Лайнеры будущего, не доставляющие пассажирам никаких хлопот, разрабатывает европейская компания Airbus. Сейчас специалисты этой фирмы работают сразу над тремя подобными проектами.

Первый из них – настоящая летающая тарелка, сошедшая с иллюстрации научно-фантастического романа середины прошлого века. По имению изобретателей, такая модель летательного аппарата лишена множества недостатков, связанных с избыточными нагрузками на носовую и хвостовую часть лайнера. Доступ пассажиров к посадке в новый самолет планируется осуществлять через отверстие в центре фюзеляжа. Такая конструкция позволит этому летательному аппарату экономно расходовать топливо и перемещаться на очень большие расстояния. На регулярных рейсах эта модель появится не ранее 2040 года. К этому же времени конструкторы Airbus обещают создать еще одну революционную модель авиалайнера – с прозрачным фюзеляжем. Этот самолет, рассчитанный на перевозку 300 пассажиров, будет оснащен двумя водородными двигателями, что позволит ему выполнять беспосадочные полеты в любую точку Земли. По замыслу инженеров, стенки этого лайнера будут сконструированы из специальной гиперрезистентной керамики. Она будет сохранять тепло и сможет становиться прозрачной, чтобы обеспечить пассажирам панорамный обзор. Представьте, что когда вы будете пролетать над Римом или Нью-Йорком на высоте 12 тысяч метров электронные импульсы сделают фюзеляж невидимым и Airbus Concept Plane неожиданно станет прозрачным изнутри.

Специалисты Airbus решили серьезно позаботиться и о безопасности полета. Сенсоры, расположенные по всей поверхности самолета, позволят специальной системе Airbus Concept Plane выявить даже самые маленькие трещины или проблемные фрагменты фюзеляжа и оперативно их ликвидировать при помощи разбрызгивания наноклея. Более того, все те же датчики будут заранее оповещать пассажиров о приближении зон турбулентности, воздушных ямах, и давать пилотам соответствующие команды для изменения маршрута. Но это еще не все. Концепт-кабину нового лайнера предполагается оснастить встроенной нейронной сетью, позволяющей создать так называемый интеллектуальный интерфейс между пассажиром и внутренними системами в салоне самолета.

Бионическую структуру нового самолета можно сравнить с птичьим скелетом или даже с медузой. В Airbus утверждают, что только за счет аэродинамических новшеств удастся снизить расход топлива на несколько десятков процентов.

Наконец, третий проект Airbus – это модификация знаменитого Concorde, получившего название Concorde II. Но в отличие от своего предшественника новый лайнер будет рассчитан не на 100, а всего на 19 пассажиров. При создании этого самолета инженеры использовали комбинацию из трех отдельных двигателей: прямоточного воздушно-реактивного, турбореактивного и ракетного. Благодаря такому сочетанию силовых установок, новый лайнер сможет достигать высоты свыше 30 км. При этом для того, чтобы подняться на заданную высоту, он будет стартовать вертикально как ракета. Ожидается, что Concorde II будет развивать скорость в 4,5 раза превышающую скорость звука.