Superrejs - Supercruise

English Electric Błyskawica był jednym z pierwszych samolotów zdolnych do supercruise.

Supercruise utrzymuje naddźwiękowych Lot naddźwiękowych samolotów użyteczny ładunek cargo, pasażer, lub broni bez użycia dopalacza (znany również jako „rozgrzewania”). Wiele naddźwiękowych samolotów wojskowych nie jest zdolnych do supercruise i może utrzymać lot Mach 1+ tylko w krótkich seriach, zwykle z dopalaczami. Samoloty takie jak SR-71 Blackbird są zaprojektowane do lotów z prędkością ponaddźwiękową z włączonymi dopalaczami.

Wiele myśliwców czwartej generacji jest technicznie zdolnych do supercruise, ale tylko na dużych wysokościach i w czystej konfiguracji . Aby samolot mógł być uznany za zdolny do prawdziwego supercruise, musi być zdolny do przenoszenia normalnego ładunku na dłuższy dystans bez nurkowania lub używania dopalacza. Optymalnie zakwalifikowanie się do „prawdziwego supercruise” wiązałoby się z zademonstrowaniem umiejętności z obciążeniem bojowym na niskich i średnich wysokościach; możliwość złamania Mach 1 bez dopalacza sama w sobie nie pokazuje zdolności supercruise.

Jednym z najbardziej znanych przykładów samolotu zdolnego do supercruise był Concorde . Ze względu na długą służbę jako samolot pasażerski Concorde jest rekordzistą pod względem ilości czasu spędzonego w supercruise; więcej niż wszystkie inne samoloty razem wzięte.

Historia

Concorde rutynowo przelatywał nad Atlantykiem , umożliwiając mu podróż z Londynu do Nowego Jorku w ciągu trzech godzin, co jest rekordem, który nie został jeszcze pobity przez żaden inny samolot komercyjny.

3  sierpnia 1954 r. samolot badawczy Gerfaut napędzany silnikiem SNECMA Atar 101 D2A przekroczył  1 Mach w locie poziomym bez użycia dopalaczy. Pierwszym produkowanym samolotem, który miał przekroczyć Mach 1 w locie na suchym poziomie, był Lockheed F-104 Starfighter, który charakteryzował się radykalną konstrukcją, z cienkimi jak brzytwa, krótkimi skrzydłami przymocowanymi znacznie dalej do kadłuba niż większość współczesnych samolotów. Skrzydło zapewniało doskonałe osiągi naddźwiękowe i duże prędkości na niskich wysokościach, ale skutkowało słabą zdolnością skrętu i dużą prędkością lądowania. Był to pierwszy samolot produkcyjny, który osiągnął Mach 2 i pierwszy samolot, który osiągnął wysokość 100 000 stóp po starcie o własnych siłach. Starfighter ustanowił światowe rekordy prędkości lotu, wysokości i czasu wznoszenia się w 1958 roku, stając się pierwszym samolotem, który utrzymał wszystkie trzy jednocześnie. Non-dopalania Armstrong Siddeley Sapphire zasilany prototyp P.1 z angielskiego Electric Lighting , przekroczyła Mach  1 w dniu 11  sierpnia 1954. Tydzień poprzedniego, w dniu 4  sierpnia P.1, WG760 pilotowany przez Roland Beamont na jego lotu panieńskie , miał nieświadomie przekroczyła Macha  1 w wznoszenia, chociaż ze względu na błąd pozycji The machometr wykazała tylko maksymalnie Mach  0,95. Beamont, który nie zauważył żadnej zmiany w zachowaniu samolotu, był zaskoczony informacją po przeanalizowaniu danych lotu. Jednak ta wczesna demonstracja lotu naddźwiękowego była bardzo ograniczona, ponieważ Lightning mógł latać bez dopalacza tylko z prędkością około 1,02 Macha, podczas gdy późniejsze wersje były w stanie osiągnąć znacznie wyższe prędkości, ale tylko przez bardzo krótkie okresy czasu. Ponieważ nie był w stanie utrzymać prędkości naddźwiękowej przez 20 minut, jak określono w pierwotnej definicji „supercruise”, włączenie EE Lightning do tej kategorii pozostaje kontrowersyjne.

Samolot uderzeniowy i rozpoznawczy BAC TSR-2 , który po raz pierwszy poleciał 27  września 1964 r., był jednym z pierwszych samolotów wojskowych zaprojektowanych specjalnie do lotów naddźwiękowych; jeden z planowanych profili misji dotyczył rejsu naddźwiękowego z prędkością Mach 2,0 na 15-18 km 50 000–58 000 stóp. Rejs naddźwiękowy na niższych poziomach wynosił  1,1 Macha na 200 stóp (61 m). TSR-2 wykorzystywał silniki Bristol Olympus , których późniejsza wersja miała również zasilać Concorde .

Jakościowa zmienność współczynnika Cd ( współczynnik oporu ) z liczbą Macha (prędkość) dla statku powietrznego; supercruising powyżej Mach  2 jest wydajny.

Tylko transportowce naddźwiękowe (SST), Concorde i ostatnia wersja Tu-144 ( Tu-144D ) spędzały większość czasu na pływaniu z prędkością projektową bez konieczności dopalania. Dopalacz został dodany do Concorde do startu, aby poradzić sobie ze wzrostem masy, który nastąpił po początkowym projekcie, i został użyty do przepchnięcia przez transoniczną barierę oporu. Zmodernizowany Tu-144D miał silniki z bardziej zaawansowaną konstrukcją dolotową, która nie wymagała dopalaczy podczas rejsu, zwiększyła pełny zakres ładowności z 3080 do 5330 km (1910 do 3310 mil) (zasięg operacyjny Concorde wynosił 6470 km lub 4020 mil) i były bardziej ekonomiczne niż silniki Tu-144.

zastosowanie wojskowe

Termin „supercruise” był pierwotnie używany do opisania wymagań dotyczących osiągów myśliwców określonych przez pułkownika USAF Johna Boyda i pułkownika Everesta Riccioniego, zwolenników F-16 Falcon . Po wejściu do produkcji F-16 rozpoczęto prace nad ulepszonym projektem myśliwca, który byłby w stanie przelatywać naddźwiękowo nad terytorium wroga przez co najmniej dwadzieścia minut. Ponieważ walka powietrzna jest często wynikiem zaskoczenia, a szybkość walki zależy od prędkości zaskakującego samolotu, w wielu sytuacjach dałoby to projektowi zdolnemu do przewożenia supercrusy opłacalną przewagę osiągów. Postulowany myśliwiec miałby prędkość maksymalną nieco ponad Mach 1 i udział paliwa przekraczający 40%, minimum wymagane do spełnienia wymogu dwudziestu minut. Wymóg dotyczący frakcji paliwa wymagał bardzo surowej konstrukcji z kilkoma zaawansowanymi układami elektronicznymi. United States Air Force nie wykazało zainteresowanie propozycją w tym czasie, ale rok później przywrócił termin i nowo to stosuje się do wymagań dotyczących zaawansowanego Tactical Fighter , które doprowadziły do F-22 Raptor .

F-22 Raptor jest zdolny supercruise na Mach 1,8 (ale widać tutaj działa dopalacz).
Dassault Rafale jest zdolny supercruising z czterech pocisków i zbiornika rozwijanej brzuch.
Eurofighter Typhoon może supercruise Ma = 1,5.

Możliwości supercruse F-22 Raptor są reklamowane jako główna przewaga wydajności nad innymi myśliwcami, przy czym supercruise demonstruje się do co najmniej  1,8 Macha . Zdolność Supercruise zapewnia korzyści samolotom stealth , ponieważ smuga dopalacza odbija sygnały radarowe i tworzy znaczącą sygnaturę w podczerwieni . Praktycznie wszystkie myśliwce przed rejsem F-22 z prędkością  0,8–0,9 Macha z normalnym ładunkiem broni.

Supercruising zużywa więcej paliwa na pokonanie tej samej odległości niż przy prędkościach poddźwiękowych. Stowarzyszenie Sił Powietrznych szacuje, że użycie superrejsu do przebycia 100 mil morskich (120 mil; 190 km) w ramach misji zmniejszyłoby zasięg bojowy F-22 z około 600 mil morskich (690 mil; 1100 km) do około 450 mil morskich (520 mil; 830 km), ale ze względu na klasyfikację dynamiki lotu F-22 jest to niepotwierdzone.

W produkcji jest kilka silników, które zostały zaprojektowane w celu ułatwienia taktycznie ważnego supercruise:

Niezależnie Rosja pracuje nad Izdelje 30 (po modyfikacjach pochodnych AL31F i AL41F, jak turbowentylator 117S) i RD33MKRU Morskaja Osa; wszystkich nowych AL-41 silnik o całkowite przeprojektowanie trwają dodać zdolność supercruise do Su-57 . To jeszcze nie przyniesie efektów , ale silnik 117S , produkowany przez ten program, może już osiągnąć cel supercruise. Podczas testów myśliwca Su-35BM wyposażonego w te silniki zdołał przyspieszyć powyżej Mach 1 bez użycia dopalacza, co sugerowało, że ma zdolność do wykonywania supercruise. Nie wiadomo jeszcze, czy będzie to możliwe z ładunkiem bojowym.

Samolot z możliwością supercruise

Czynny:

Dawniej w służbie:

Tylko prototyp/eksperyment:

Cywil:

Bibliografia