Футуристические концепты самолётов будущего

Человека всегда тянуло в небо, еще со времен мифов об Икаре, однако полноценно исполнить свою мечту человечество смогло только в XX веке.  18 Май 2015, 13:25
В веке XXI самолет окончательно превратился в самую обыденную вещь, однако конструкторы продолжают разработки в этой области, и им есть чем нас удивить. Футуристические проекты самолетов будущего появляются регулярно. Далее в статье будет представлено пять таких проектов-концепций в области гражданской авиации.
Когда речь ведется о будущем частного самолетостроения, трудно представить себе более футуристический и одновременно реалистичный проект, чем концепт S2 от компании Joby Aviation. Данный концепт обрисовывает будущее авиации в весьма радужных тонах. Применение в конструкции данного самолета нового типа компоновки и сверхлегких материалов позволяет ему претендовать на то, что уже достаточно скоро серийные версии данной машины смогут подняться в небо. Благодаря простоте конструкции и некоторым решениям данный самолет может занять нишу не только бизнес-джетов, но и малых транспортных самолетов, эффективных для работы в труднодоступных районах. Некоторые из вариаций данного проекта предусматривают возможность осуществления вертикального взлета, что позволило бы использовать концепт даже в условиях оживленного мегаполиса, вдали от аэропортов и отдаленных районах без взлетных полос.

Остальные проекты от компаний Airbus, Boeing и NASA должны вывести гражданскую авиацию на новый уровень, обеспечив рекордную высоту и скорость полета за счет использования экспериментальных конструкций крыла и новых силовых установок. Ну, а модель Progress Eagle от дизайнера из Барселоны — это то, что пока что проходит лишь по разряду фантастики, но при этом затрагивает важную проблему создания сверхэкологичного авиалайнера. При этом все эти концепты объединяет стремление сделать более экономичный в плане потребления топлива, безопасный и экологичный самолет, чем существующие аналоги.
Joby Aviation S2
Joby Aviation S2

Компания из Калифорнии Joby Aviation занимается разработкой летательного аппарата, который представляет собой некий гибрид самолета и вертолета. Предполагается, что работающий от литий-полимерных аккумуляторов летательный аппарат под названием S2 сможет совершать вертикальный взлет, поэтому не будет нуждаться в ВПП. Гибрид самолета и вертолета будет иметь сразу 12 винтов, которые смогут подниматься и опускаться в зависимости от режима полета машины, сообщает издание Daly Mail.
Gallery. © Joby Aviation 2015.
Стоит отметить, что ранее компания Joby Aviation специализировалась на проектировании ветрогенераторов. Отсюда, скорее всего, и реализация именно такого замысла. В компании уже провели компьютерное моделирование своей модели весом 770 кг, а также изготовила натурный макет, весящий 4,5 кг. По словам представителей Joby Aviation, их разработка будет в 3-5 раз безопаснее и эффективнее уже существующих самолетов малого класса. По их словам, летательный аппарат сможет преодолеть путь от Нью-Йорка до Бостона (322 км) за один час полета. При этом за время этого небольшого путешествия аппарат израсходует 50 кВт⋅ч электроэнергии. К данной разработке калифорнийских инженеров уже проявило интерес агентство NASA, которое сделало заказ на изготовление 25-килограммовой версии-демонстратор. 
Gallery. © Joby Aviation 2015.

Airbus Future Concept


Стоит отметить, что инженеры компании Airbus в своем концепте стремятся превзойти даже многих фантастов. Самолет, который увидит свет не раньше 2050 года, а может и вовсе никогда не будет таким, каким задумывается, по-настоящему футуристичен. К большому сожалению, данный концепт опирается на огромное количество технических достижений, которые еще не реализованы на практике или, возможно, никогда и не будут придуманы. Несмотря на это, в компании Airbus уверены, что даже этот «мысленный» эксперимент поможет инженерам по-другому взглянуть на конструкцию и функционал пассажирских лайнеров. 

По сути, инженеры EADS company, которой владеет Airbus, предлагают концепцию «бионического» лайнера. Внутренняя структура пассажирского самолета, на разработку которой понадобится не одно десятилетие, основана на свойствах скелета птиц, обеспечивающих как минимальный вес, так и необходимую в полете прочность конструкции и жесткость. При этом европейцы предлагают облачить салон самолета в своеобразную интеллектуальную мембрану, которая сможет становиться прозрачной, для того чтобы предоставить пассажирам потрясающий вид. Да и сам самолет будет высокоинтеллектуальной системой. Интегрированная в него компьютерная сеть должна будет предоставить интерфейс для взаимодействия пассажиров и авиалайнера. Самолет сможет определять потребности пассажиров и автоматически реагировать на них, активируя разнообразные устройства и функции. К примеру, адаптируя форму кресел под положение и особенности тела человека.
Airbus Future Concept
радиционное разделение салона авиалайнера на бизнес- и эконом-классы должно будет уйти в прошлое. В Airbus собираются заменить эти классы «персонализированными зонами». Так, «Vitalising zone» («Оживляющая зона») будет предназначена для релаксации, чему будет способствовать состав воздух, наполненный антиоксидантами и витаминами, лунный свет, ароматерапия и даже акупунктура. «Interactive zone», находящаяся в центре салона, будет служить для общения и развлечений. В этой зоне с помощью виртуальных проекций можно будет создавать разнообразное искусственное окружение для самых разных сценариев: от голографических игр (пассажиры смогут сыграть на борту в гольф) до виртуальных примерочных. Для тех людей, кто в полете привык работать, будет отведена специальная «Smart tech one».

Поднявшись в небо, самолет сможет изменять конфигурацию крыльев, делая их тоньше и длиннее. Благодаря этому удастся добиться снижения сопротивления среды, что является хорошим способом экономии авиатоплива. U-образный хвост самолета сможет действовать как «щит», призванный рассеивать шум от работающих двигателей. Кстати, сами двигатели планируется совместить с корпусом авиалайнера, для того чтобы еще существеннее снизить потребление топлива и шум, который передается в салон самолета. По мнению специалистов из компании Airbus, в будущем технологии, которые используются в авиадвигателях, должны выйти на такой высокий уровень, чтобы двигатели уже не нуждались в регулярном обслуживании, а значит, их можно будет безопасно интегрировать в «тело» авиалайнера.
Airbus Future Concept
Также в компании Airbus уверены, что высокоинтеллектуальная авиация будущего сможет «самоорганизовываться» и подбирать наиболее безопасные и эффективные для окружающей среды маршруты. На направлениях, которые пользуются наибольшей популярностью у пассажиров, самолеты смогут летать не поодиночке, как это происходит в данный момент времени, а группами. К примеру, V-образная формация, состоящая из 25 самолетов, подобно птичьей стае создаст более комфортные условия для большей части лайнеров, включенных в нее. Сопротивление воздуха внутри такой «стаи» будет на десятки процентов ниже, чем за пределами формации.
Airbus Future Concept

Boeing Sugar Volt


Работает над созданием самолетов-концептов и компания Boeing, представившая свой проект Sugar Volt. Данный гражданский авиалайнер будущего будет оснащен гибридной электрической установкой. Двигатели самолета смогут работать исключительно на питании от батарей, но в случае необходимости, например при длительном перелете, смогут переключиться на традиционное топливо. Пассажирский дозвуковой авиалайнер Sugar Volt, создаваемый инженерами Boeing, должен потреблять на 70% меньше топлива за счет своей гибридной силовой установки. 

Sugar Volt можно по праву отнести к череде проектов создания «зеленого» самолета, разработку которых финансирует NASA. Большинство других проектов предполагает использование метановых или водородных топливных элементов. Однако концепция Sugar Volt заточена на электроэнергию. Предполагается, что самолет будет заряжать свои батареи во время стоянки в аэропорту, зарядка будет идти от местных электросетей. На взлете самолет будет использовать стандартное авиационное топливо, но после достижения необходимой высоты полета сможет перейти на питание двигателей от электроэнергии. Специалисты компании Boeing справедливо решили, что лучший способ экономить авиационное топливо заключается в том, чтобы его вообще не использовать. Такой подход как раз и становится возможным при применении альтернативных источников энергии, к которым относят электродвигатели в гибридной двигательной установке и аккумуляторные батареи самолета Sugar Volt. 
Boeing Sugar Volt (Concept: Boeing)
Предполагается, что размах крыла перспективного самолета Sugar Volt будет приблизительно в два раза больше, чем у уже существующих на данный момент пассажирских авиалайнеров. Использование такого решения должно снизить длину разбега самолета при взлете и увеличить энергоэффективность машины, а также компенсировать немалый вес аккумуляторных батарей. При этом крылья самолета смогут складываться, для того чтобы по габаритам авиалайнер можно было уместить в большинство современных аэропортов. Также специалисты американской компании подчеркивают, что гибридная силовая установка самолета будет обладать низким уровнем шума. Крыло и динамические характеристики разрабатываемых двигателей должны способствовать достижению более короткого разгона по ВПП, что было одним из условий программы NASA.

В совокупности все реализованные в данном концепте наработки должны сделать его эффективнее всех существующих средних пассажирских самолетов на 55%. Помимо всего прочего, он будет гораздо экологичнее. Выбросы в окружающую среду углекислого газа сократятся на 60%, закиси азота на 80%. Ожидается, что для взлета Sugar Volt достаточно будет взлетно-посадочной полосы длиной 1200 метров, тогда как для Boeing 737 необходима полоса длиной 1500 метров. 
Boeing Sugar Volt (Concept: Boeing)
Но как бы ни были привлекательны гибридные решения, появления такого самолет в тот или ином варианте не стоит ждать раньше 2030 года. В первую очередь это связано с тем, что современный уровень развития человеческих технологий не позволяет разработать аккумуляторные батареи достаточной емкости, хотя плодотворная работа в этой области ведется в электронной, автомобильной и других отраслях промышленности многих стран. 

Lockheed Martin Box WIng Jet


Американская компания Lockheed Martin в первую очередь известна всем любителям авиации своими военными проектами. Однако специалисты компании работают не только над истребителями. В тесном сотрудничестве с NASA и компанией Boeing они работают над созданием перспективных гражданских авиалайнеров. При этом специалисты Lockheed Martin готовы применить в гражданском самолетостроении и некоторые технологии из авиации военного назначения. Стоит отметить, что именно компания Lockheed Martin является создателем знаменитых истребителей 5-го поколения F-22 и F-35, первый из них является единственным серийно выпускаемым в мире, второй находится на подходе. 

В своем новом проекте гражданского самолета, который получил обозначение Box WIng Jet, специалисты компании обратились к необычной схеме с замкнутой конструкцией крыла. При этом при создании самолета инженеры решили обратиться к легким материалам, которые изначально разрабатывались специально для истребителей. В некотором роде данный концепт на совершено новом уровне реализует концепцию самолета-биплана. Казалось бы, знаменитые «этажерки» — это даже не прошлый день авиации, а по-настоящему прошлый век, но идея увеличения площади крыла самолета без увеличения его габаритов представляется слишком привлекательной для авиаконструкторов. В самом деле, при таком подходе уменьшается весовая нагрузка на единицу площади несущей поверхности, а следовательно, сокращаются посадочная и взлетная скорости — нет необходимости строить большие аэродромы, растет маневренность машины, снижается расход топлива, а сам полет становится более безопасным. 

Lockheed Martin Box WIng Jet
Использование нового типа крыла должно существенно увеличить очень важный почти для всех летательных аппаратов параметр: соотношение подъемной силы к силе сопротивления среды. Но на изменении конструкции крыльев нововведения не заканчиваются. Специалисты компании Lockheed Martin предлагают установить на самолет новые более эффективные двухконтурные турбореактивные двигатели. Данные двигатели будут производить тягу не только в момент сжигания воздушно-топливной смеси, находящейся в камере сгорания (как это происходит при работе обыкновенных ТРД), но и за счет расположенных в их передней части вентиляторов, которые будут прокачивать воздух. Увеличив диаметр вентиляторов наполовину, можно сразу в несколько раз увеличить долю тяги, создаваемой вентиляторами без сжигания топлива. 

Такое решение в совокупности с кольцевым крылом должно помочь самолету Box Wing Jet потреблять в два раза меньше топлива по сравнению с уже существующими пассажирскими авиалайнерами. Пожалуй, самолет не сможет превзойти по скорости существующие лайнеры, но коммерческая отдача от экономии все перекроет. К тому же использование замкнутого крыла с повышенной подъемной силой позволяет экипажу осуществлять посадку, уменьшив до минимума мощность двигателей, что, согласно расчетам инженеров компании Lockheed Martin, должно сократить уровень шума на 35 дБ, что определенно должно понравится людям, живущим рядом с аэропортами. Сообщается, что самолет Box Wing Jet от Lockheed Martin может подняться в небо до 2025 года.
Lockheed Martin Box WIng Jet

Progress Eagle

Испанская дизайнерская компания Оскара Виналса представила свой второй проект концептуального самолета. Неизвестно, что подталкивает эту фирму к созданию концептов, возможно, красота самой Барселоны, а возможно просто любовь к небу. Скорее всего, концепты испанца никогда не поднимутся в небо, но выглядят они достаточно эффектно. Сам Оскар Виналс считает, что последний представленный им концепт самолета мог бы подняться в небо через 15 лет. Самолет, который получил обозначение AWWA-QG Progress Eagle, сможет брать на борт до 800 пассажиров. При этом воздушное судно предполагается сделать очень комфортным и практически бесшумным. 

По мнению Оскара Виналса, его самолет производил бы на 75% меньше шума в сравнении с уже существующими на сегодняшний день авиалайнерами. Согласно проекту, AWWA-QG Progress Eagle должен получить 6 двигателей, которые работали бы на водороде. Помимо этого самолет должен получать дополнительную энергию от солнечных батарей и ветрогенераторов. Размах крыла самолета составляет 96 метров, что больше, чем у такого гиганта, как Airbus A380. При этом детище испанского дизайнера имеет сразу три палубы, а кабина пилотов расположена на втором этаже. В AWWA-QG Progress Eagle некоторые иллюминаторы Оскар Виналс предложил заменить 3D экранами. По мнению дизайнера, такой ход помог бы улучшить аэродинамические характеристики летательного аппарата. 
За футуристическим внешним видом самолета кроется перевод авиапутешествий на принципиально новый уровень. Самолет обладает сразу тремя палубами. Первая из них расположена в носовой части авиалайнера и предлагает пассажирам красивый панорамный обзор, а также разнообразные развлечения. Кабина пилотов располагается на второй палубе, при этом она включает в себя комнату, где экипаж может полноценно отдохнуть на настоящей кровати или попить кофе. Конструкционно реактивный самолет AWWA-QG Progress Eagle, по замыслам проектировщика, должен состоять из современных материалов: графен, керамика, углеродное волокно, титан, алюминий и сплавов, обладающих памятью формы. Ультратонкие крылья лайнера размахом 96 метров обладают геометрией двунаправленный стрелки и в состоянии складываться по секциям во время нахождения авиалайнера на стоянке в аэропорту.