Для початку повинен вас засмутити, причому три рази поспіль. І так по порядку.
Найшвидший літак в світі вже не літає - деградуємо однако. Другий за швидкістю літак теж уже не літає. Третій за швидкістю літак ще літає але давно не випускається.
Дев'яносто вісім відсотків понад звукових літаків на понад звуковий швидкості літати практично не можуть. Справа в тому що для польоту на понад звуковий швидкості потрібно дуже потужний двигун оптимізований саме для великих швидкостей. Тобто один двигун не може ефективно працювати на швидкості вісімсот і три тисячі кілометрів на годину. Тому придумали форсажну камеру. Тобто після турбіни ставиться ще одна камера згоряння, туди впорскують паливо і літак летить швидше залишаючи за собою десятиметровий вогненний хвіст.
Я жив біля аеродрому на якому базувалися перехоплювачі МІГ-25. Зліт літака вночі справляє незабутнє враження. Самого літака не видно, просто над землею летить вогненна мітелка.
Грубо кажучи форсажна камера це просто труба прибудована до двигуна ззаду. На нижній фотографії вид в форсажну камеру, але краще в неї не заглядати.
Начебто таке просте рішення, а в чому проблема? Проблема в тому що форсажна камера відчуває величезні теплові навантаження. Всього кілька двигунів в світі розраховані на ПОСТІЙНУ роботу форсажній камери. Решта двигуни можуть включати форсаж на пару хвилин.
Стендові випробування форсажній камери. Судячи з її кольором вона скоро розплавиться. А кільця ущільнення в факелі говорять про помпажа форсажній камери, який з великою часткою ймовірності перейде в помпаж турбіни і полетять її лопатки в радіальному напрямку.
Ну і ще така маленька неприємність як катастрофічне збільшення витрати палива при включенні форсажу.
Ну і нарешті третя неприємність - ніхто точно не знає з якою швидкістю літають літаки. Ну немає на літаку спідометра в звичному розумінні цього слова. А що є? Є спеціальна трубка, або дві. Називається вона датчик прийому повітряного тиску і є онукою трубки Піто.
На фотографії показано розташування датчиків тиску на прикладі бомбардувальника СУ-24.
Не вдаючись в глибоко в фізичні процеси просто повірте що швидкість в кілометрах в годину така система видає вельми приблизну. Тому швидкість вимірюють в швидкостях звуку. Тобто швидкість літака складає стільки то швидкостей звуку. Здавалося чого простіше помножити швидкість звуку на показання приладу. А швидкість звуку не постійна і на пряму залежить від тиску. А тиск з кожним метром висоти зменшується.
Але не будемо про сумне.
Найшвидший літак в історії людства
Безумовно найшвидшим літаком був Blackbird Lockheed SR-71. Офіційна швидкість три тисячі триста кілометрів на годину.
Така швидкість далася дорогою ціною в усіх сенсах цього слова. Справа в тому що на великих швидкостях найвигідніший варіант силової установки це прямоточний реактивний двигун без всяких турбін і компресорів. Грубо кажучи це труба складної форми.
Ось схема прямоточного реактивного двигуна. Повітря стискається на центральному конусі. За конусом впорскується паливо, яке згорає і і виходить через сопло у вигляді струменя газу. Я знаю що це працює, але розум відмовляється розуміти чому гази виходять через сопло а не через повітрозабірник. Видно газодинаміка це не моє.
Для літака SR-71 створили унікальний двигун. На малих швидкостях це був звичайний двигун. А при збільшенні швидкості через турбіну пропускалося тільки двадцять відсотків надходить повітря а решта вісімдесят йшли в зовнішній контур, який по суті був прямоточним двигуном.
На фотографії показано як рухається повітря в двигуні літака SR-71 в залежності від швидкості польоту.
Маленьке технічне відступ. При швидкості літака до двох швидкостей звуку все більш менш нормально. А при більшій швидкості починається сильне нагрівання конструкції за рахунок тертя об повітря. Звідси два висновки. По-перше літаки великих швидкостей повинні мати особливі конструкційні матеріали. І друге, на малих висотах літати на великих швидкостях не можливо - зітреш об повітря. Тому все більші швидкості показані на висотах за п'ятнадцять кілометрів.
Найшвидший літак в світі
Це як запитаєте ви? Адже було вже. А ось так. Є, вірніше був, такий дивний літак МІГ-25. Точніше літаків було два, одномісний перехоплювач і двомісний розвідник. За технічними умовами максимальна швидкість польоту обмежувалася трьома тисячами кілометрами на годину. Це 2.8 швидкості звуку. Розвідник не мав підвісного озброєння і тому міг літати швидше. Максимальна швидкість досягалася на висоті вісімнадцяти кілометрів. Практична стеля був двадцять кілометрів. Але якщо розігнатися до максимуму на вісімнадцяти то можна було зробити гірку і вискочити на двадцять вісім кілометрів.
Під час війни з Ізраїлем МІГ-25 всіх шокував. Його не могли ні наздогнати ні дістати по висоті ізраїльські міражі. Кілька разів розвідники йдучи від зенітних ракет наземного базування йшли на максимальній швидкості. Максимальна швидкість вийшла три тисячі шістсот кілометрів на годину. Правда після цього конструкція літака мала вигини видимі не озброєним оком.
Ось так прилітає з розвідки такий горбатий літак, відразу зрозуміло за три тисячі вийшов. Тому я не знаю чи можна вважати найшвидшим такий одноразовий літак?
Двигуни у нього теж були практично одноразові - ресурс всього двадцять п'ять годин. Справа в тому що двигуни були звичайнісінькі, але оптимізовані для польоту на великих швидкостях і висотах. Великі теплові навантаження не припускали довгого життя.
Бомби на тлі МІГ-25 - смішно. Теоретично бомби скидати було можна, але вони до свого падіння встигали пролетіти СОРОК КІЛОМЕТРІВ. Ви як прицілюватися збираєтеся?
Там де дві кабіни і пілони для озброєння це навчальний варіант. Там де дві кабіни і немає пілонів це розвідник.
Тверде третє місце
Тут все просто. На третьому місці знаходиться МІГ-31. Він має ті ж три тисячі кілометрів на годину, але це його фізичний межа. Просто у нього двигун оптимізований під більш низькі швидкості і має нормальний ресурс. Корпус виконаний з розрахунку на нижчу температуру нагрівання.
МІГ-25 на верхній фотографії та МІГ-31 на нижній
А ось у землі його швидкість вище. Вся справа знову в двигунах і підлозі втопленому положенні ракет, які тепер роблять менший опір.
Тому максимальна швидкість у землі у МІГ-31 становить півтори тисячі кілометрів на годину а у МІГ-25 тільки тисяча двісті. А максимальну швидкість МІГ-31 показував на висоті вісімнадцяти кілометрів.
Найшвидший бомбардувальник.
Американський бомбардувальник XB-70 Валькірія був розрахований на швидкість три тисячі двісті кілометрів на годину.
Двигунів у нього було аж шість, тому з потужність все було в порядку. На випробуваннях він досяг трьох швидкостей звуку, але від різних місць конструкції стали відвалюватися різні шматочки. Два літаки благополучно розбилися і на цьому випробування закінчилися.
Російський ракетоносець фірми Сухого позначався Т-4 або сотка. Розрахований був так само на швидкість три тисячі двісті кілометрів на годину.
На нижній фотографії він такий сумний. Це по тому що на максимальній швидкості його так і не зазнали. Зате у нього і катастроф не було. Судячи з прогресивною формою крила він би розрахункові дані підтвердив.
Найшвидший пасажирський літак
Найшвидший пасажирський літак це наш ТУ-144. І злетів він найперший і швидкість показав найвищу, рівну приблизно дві з половиною тисячі кілометрів на годину. Чому приблизно? Тому що швидкість в два з половиною рази перевищувала швидкість звуку на висоті вісімнадцять кілометрів. А яка була швидкість звуку на цій висоті в момент випробування відомо дуже приблизно.
Крейсерська швидкість літака дорівнювала дві тисячі триста кілометрів на годину. В іншому все було дуже погано. Дальність польоту всього три тисячі кілометрів. Надійність нульова. Чому так вийшло? По-перше літак проектував не той хто мав досвід в польотах на великих швидкостях - Сухий або Мясищев, а той хто зумів схопити замовлення - Туполєв. По-друге були і об'єктивні обставини. Ми, як завжди, сильно відставали від заходу у виробництві реактивних двигунів. Тому літак довго переделовать і найголовніше зменшили крейсерську швидкість польоту до двох тисяч кілометрів на годину.
Другий за швидкістю пасажирський літак був КОНКОРД. Його максимальна швидкість польоту була дві тисячі триста кілометрів на годину при більшої дальності польоту. Крейсерська швидкість польоту так само була близько двох тисяч кілометрів на годину.
Якщо порівняти два ці літаки, то можна помітити багато спільного. Вага обох близько ста дев'яноста тонн. Крила практично однакової форми. Правда площа крила у ТУ-144 більше, тому посадкова швидкість у нього менше а аеродинамічний опір більше. Сучасна аеродинаміка стверджує, що розташування двигунів під крилом, як у Конкорд більш вдале. Кількість пасажирів у ТУ-144 сто двадцять чоловік, а у Конкорд сто двадцять і вісім. Але це максимальна кількість місць яке може вмістити худий фюзеляж швидкісного літака. Зазвичай місць було на багато менше. Справа в тому, що маса корисного вантажу у Конкорд становила дванадцять тонн, а вага умовного пасажира з багажем дорівнює сто десять кілограм. Так що самі рахуйте. Висота польоту у ТУ-144 була двадцять кілометрів а у Конкорд за рахунок меншої площі крила на два кілометри менше. Тому ці літаки після зльоту набирали висоту близько шістнадцяти кілометрів і не заважали іншим літакам займав висоти в районі десяти кілометрів.
Пасажирів обидва літаки беруть мало, а пального витрачають багато. Відповідно квитки у них виходять золоті. Американці той же збиралися зробити пасажирський літак зі швидкістю три тисячі кілометрів на годину. Правда потім у них вистачило розуму не робити ні кому не потрібний літак просто заради престижу країни. А дехто каже, що американці тупі.
Найшвидший гвинтовий літак
Найшвидшим гвинтовим літаком є наш бомбардувальник ТУ-95. З новим сучасним крилом літак досягає максимальної швидкості дев'ятсот десять кілометрів на годину. Такої швидкості вдалося досягти застосувавши стреловидное крило і співвісні гвинти протилежного обертання.
Був цивільний варіант цього літака ТУ-114. Його максимальна швидкість, за рахунок більш товстого фюзеляжу, знизилася на п'ятдесят кілометрів на годину. Крейсерська швидкість становила сімсот п'ятьдесят кілометрів на годину.
