К числу ключевых характеристик, определяющих качество услуг, предоставляемых современными авиакомпаниями, относятся не только наличие комфортного салона или высокий уровень сервиса, но и время, за которое авиалайнер может доставить пассажиров из одной точки мира в другую. Максимальные и минимальные скоростные показатели определяются мощностями используемых конфигураций: сегодня воздушные суда набирают быстрый ход сразу после взлета и подъема на нужную высоту, и сохраняют его практически до момента посадки, поддерживая стабильный крейсерский темп. С какой скоростью летают пассажирские самолеты, сколько километров в час или метров в секунду проходит Боинг в полете, и за счет чего удается выдерживать достаточно строгое расписание авиаперевозок? Давайте разбираться.
Общее представление
На ранних этапах развития гражданской авиации передовые инженерные разработки обеспечивали показатели до 200 км/ч, что определенно производило впечатление на неискушенных обывателей. Конечно, в наши дни подобные показатели уже не кажутся чем-то необычным — аналогичные результаты может продемонстрировать практически любой бюджетный автомобиль, общая стоимость создания которого несопоставима с расходами на авиастроение. Впрочем, развитие технологий не обошло стороной и воздушные суда — скорость современных самолетов увеличилась в несколько раз, а отдельные модели обладают аэродинамикой, позволяющей преодолевать звуковой барьер.
Технический прогресс способствовал изменению стандартов индустрии. В сфере пассажирских и грузовых перевозок все больше внимания уделяется безопасности, надежности и комфорту, тогда как военная авиация сосредоточена на создании быстрых и маневренных аппаратов, готовых к выполнению сложных задач в экстремальных условиях. При этом важной составляющей остается сохранение баланса между затратами на самолетостроение и скоростными характеристиками, от которого, в том числе зависят цены на оказание услуг.
Если говорить о том, с какой скоростью должен лететь самолет, находящийся в воздухе, то стандартом для современных авиалайнеров считается диапазон от 600 до 900 км/ч. Это крейсерское значение, которое обеспечивает максимальную дальность полета при заданной высоте и динамике хода. Чтобы попытаться сэкономить рабочий ресурс силовых установок и значительно снизить расход топлива, применяется специальный режим, в котором двигатели задействуются на 70% от исходного показателя мощности. Благодаря этому, снижается износ и увеличивается продолжительность срока службы летательных аппаратов.
Какова средняя скорость пассажирского самолета
Говоря о скоростных характеристиках, целесообразно выделить три основных стадии, для каждой из которых предусмотрены отдельные рекомендации и нормативы.
Взлет
Начальный этап — подъем в воздух, для которого необходимо развить определенный темп. Значение определяется с учетом совокупности внешних факторов, оказывающих влияние на динамику — в первую очередь речь идет о ветровой нагрузке и других погодных условиях. Коммерческие лайнеры обычно отрываются от взлетно-посадочной полосы при достижении показателя скорости самолета, которая равна 100-100 км в час, и последовательно увеличивают его до 340-360 км/ч, набирая оптимальный ход.
Полет
Крейсерский норматив зависит от технических характеристик воздушного судна. При перелетах на большие расстояния обычно используется режим, позволяющий выдерживать 475-500 узлов. Если переводить в более привычный формат — среднее значение у условного Боинга составляет от 800 до 900 км/ч, в зависимости от специфики рейса, что обеспечивает существенную экономию времени для пассажиров и коммерческих компаний. Что касается турбовинтовых самолетов — скорость летящего аппарата чаще ограничивается показателем в пределах 600 километров в час. К числу факторов, влияющих на динамику, относятся сопротивление ветра, загруженность борта, а также другие аспекты.
Посадка
Для корректировки темпа используется система закрылков и предкрылков, которая активируется как во время взлета, так и при подготовке к приземлению. С ее помощью экипаж судна может менять уровень подъемной силы и увеличивать площадь крыльев, постепенно замедляя ход. Оптимальным для быстрого и безопасного торможения считается показатель в 250-280 км/ч — таким образом, скорость полета самолета в воздухе падает до 4200 м в минуту, что обеспечивает более плавное снижение, и позволяет пилотам придерживаться изначально заданной траектории захода на посадку. При расчете значения во внимание принимается не только погодная обстановка, но и протяженность взлетно-посадочной полосы, от которой зависит максимальная дистанция торможения.
Предельно-допустимые скоростные характеристики
Мощность силовых установок, используемых на современных авиалайнерах, позволяет свободно развивать и поддерживать нужный крейсерский темп. При этом большинство производителей не рекомендует продолжительную эксплуатацию воздушных судов с предельной нагрузкой, поскольку подобная практика ведет к более быстрой выработке рабочего ресурса основных механизмов и конструктивных узлов.
Минимальное значение
В качестве примера можно взять рекомендованный показатель для Boeing 737-800. Тестовые испытания показывают, что при скорости самолета в 220 км/ч он сохраняет стабильность полета без потери высоты или ухудшения характеристик аэродинамики.
Максимальный темп
Предельно-допустимый разгон зависит от модификации лайнера. Так, для 500-х Боингов 737 норматив составляет 910 км/ч. При этом дальность рейса с полной нагрузкой будет зависеть не только от запаса топлива, но и от силы внешнего сопротивления, и может заметно уменьшиться при продолжительной работе двигателей в подобном режиме. Именно поэтому инструкции предписывают пилотам, находящимся в эшелоне, выдерживать крейсерский темп, обеспечивающий баланс между расходом горючего и дальностью полета.
Какую скорость развивают сверхзвуковые самолеты
Развитие технологий позволило инженерам ведущих авиакомпаний создать особые модели, скоростные характеристики которых в 2,5-3 раза превышают показатели, демонстрируемые обычными лайнерами. Таким образом, максимальный разгон подобных аппаратов составляет около 2500 км/ч, что видится куда более выгодным и эффективным решением для различных практических задач. Тем не менее от массового выпуска воздушных судов данной категории в пассажирском сегменте давно отказались — и на это есть сразу несколько причин:
-
Безопасность. Для самолетов, способных преодолевать звуковой барьер, требуется максимально обтекаемый корпус, что противоречит стандартам, установленным для современных авиалайнеров. Добиться оптимального сочетания конфигурации и комфорта для пассажиров весьма проблематично, а несоблюдение базовых требований может обернуться деформацией и разгерметизацией фюзеляжа на предельных скоростях.
-
Расходы. Сверхзвуковые модели не могут похвастать экономичным расходом топлива, что обусловливает увеличение сопутствующих затрат на эксплуатацию. В тех случаях, когда речь идет о пассажирских перевозках, приходится увеличивать цены на билеты, следствием чего становится снижение массового спроса.
-
Необходимость дополнительной подготовки аэропортов. Крупногабаритные агрегаты нуждаются в особых условиях посадки, требуя большей протяженности взлетно-посадочных полос. Выделить дополнительную площадь на ограниченном пространстве — задача, решить которую зачастую не представляется возможным.
-
Периодичность планового обслуживания. Эксплуатация сложного аппарата, подвергающегося повышенным нагрузкам при работе на сверхзвуковой скорости, подразумевает необходимость проведения технического осмотра после каждого рейса. В противном случае есть риск пропустить поломки, способные привести к катастрофическим последствиям. Логично, что для частных перевозчиков подобный актив, нуждающийся в постоянном ремонте, в конечном итоге оказывается нерентабельным.
Что влияет на скорость самолета
Для любого авиалайнера диапазон летно-технических возможностей определяется значениями предельно возможных показателей высоты и разгона в полете. Минимальный норматив определяется в привязке к нижнему порогу темпа, выход за который приводит к сваливанию аппарата ввиду недостаточности удерживающей подъемной силы. Максимум в свою очередь определяется мощностью силовых установок и устойчивостью узлов конструкции, подвергающихся нагрузкам в процессе эксплуатации.
При расчете значений учитываются нормы воздушной скорости — интенсивности передвижения по отношению к воздуху, плотность и температура которого находятся в зависимости от набранной высоты. В разреженной атмосфере значение увеличивается, поскольку сопротивляемость оказывается меньше, и позволяет самолету лететь быстрее. В то же время нужно учитывать, что в данном сегменте возникают сильные струйные течения, которые, в зависимости от направления, могут как создавать дополнительную попутную тягу, так и повышать показатели лобового сопротивления.
Исходя из этого, интенсивность ветра является существенным фактором, определяющим скорость перемещения авиалайнера, находящегося в воздухе. Зная совокупность вышеперечисленных значений, можно рассчитать скоростные характеристики в пути, которые используются в авиации при расчете ожидаемого времени прибытия судна к намеченной точке. Так, например, при перелетах на большой высоте, осуществляемых в Северном полушарии, преобладающими являются воздушные потоки, направленные в сторону востока, что обусловливает сокращение продолжительности рейсов из Москвы в Пекин относительно обратного маршрута — вне зависимости от скорости, развиваемой лайнером.
Примеры скоростных показателей пассажирских самолетов
Сегодня перевозчиками используются различные модели судов, разработанных как отечественными, так и зарубежными инженерами. У каждого производителя имеется несколько модификаций, характеристики которых позволяют выполнять конкретные полетные задачи в определенных условиях эксплуатации. Рассмотрим наиболее популярные варианты, знакомые большинству обывателей:
-
Ту-134 — авиалайнер, рассчитанный на полеты с небольшой протяженностью дистанции, способный взять на борт до 96 пассажиров. Расчетное значение крейсерской скорости — 850 км/ч.
-
Ту-154 — самолет, ориентированный на рейсы средней дистанции, максимальная загрузка которого составляет 180 человек. Находясь в воздухе, разгоняется до 950 километров в час.
-
Sukhoi Superjet 100 — модель, популярная среди владельцев небольших частных авиалиний с малой загрузкой, по характеристикам сопоставимая со 134-м Туполевым (98 чел., 830 км/ч).
-
ИЛ-62 — лайнер для продолжительных перевозок на большие расстояния, отличающийся рациональным интерьером салона, вмещающего до 197 пассажиров. Оптимальная скорость движения — 460 узлов.
-
ИЛ-86 — крупногабаритный самолет, рассчитанный на среднесрочные перелеты, вмещающий до 314 человек. При столь существенной загрузке крейсерский ход судна достигает 950 километров в час.
-
Airbus-A310 — поставляется производителем в различных комплектациях, что расширяет диапазон сфер применения и позволяет выбирать модификации с подходящей протяженностью. Стандартные показатели — 183 чел., 858 км/ч.
-
Airbus-A330 — авиалайнер, максимальная вместимость которого составляет 398 пассажиров. Для полетов на большие расстояния рекомендованное значение — 574 мили/ч.
-
Boeing-747 — пожалуй, наиболее известный пассажирский лайнер, предлагающий перевозчикам возможность одновременного обслуживания 298 клиентов, и развивающий скоростной темп с крейсерским значением в 917 километров в час.
-
Boeing-777 — и еще одна модель для длинных дистанций, недостатком которой можно считать экономичный формат салона, вмещающего не более 148 человек. Разгоняется в воздухе до 891 км/ч.
Примеры самых быстрых сверхзвуковых аппаратов
Многие обыватели способны представить себе, с какой скоростью движется самолет, который едет по ВПП или набирает высоту. Однако показатели, демонстрируемые воздушными судами этой категории, оказываются куда более требовательны к возможностям человеческого воображения:
-
Bell X-1 — американская разработка, единственный экземпляр которой увидел свет еще в 1947 году, и разогнался до 1541 км/ч. Сегодня является музейным экспонатом в США.
-
North X-15 — модель, оснащенная ракетным двигателем, в 1959 г. достигла максимального значения в 6167 км/ч. За всю историю было создано только три подобных аппарата, целью применения которых являлось научное исследование верхних атмосферных слоев, а также их реакции на вхождение крылатых тел.
-
Lockheed SR-71 — представитель военной авиации, использовавшийся американскими ВВС до 1998 г. Технические характеристики разведчика позволяли развивать до 3700 км/ч.
-
МиГ-25 — чуть менее быстрый (до 3000), но более маневренный аппарат, отличавшийся оптимальной адаптацией к боевым условиям. Один из экземпляров в 1976 году был угнан на территорию Японии, где стал предметом детального изучения для местных инженеров.
-
F-22 Raptor — военный самолет, разработанный в США, относящийся к пятому поколению. Крейсерский ход машины равен 1,54 маха (около 1890 км/ч), максимальный — 2,09.
-
Су-100 — ударный разведчик, изначальный проект которого предусматривал более широкий диапазон функциональных и стратегических задач. Отличается высокой скоростью, развивая темп в 3200 км/ч.
-
XB-70 — один из первых летательных аппаратов, разогнавшихся более чем на 1717 узлов, при первом тестировании которого сопротивление воздуха привело к срыву более чем 60 сантиметров кромки.
-
Ту-144 — советский ответ британскому «Конкорду», выпущенный в 16 экземплярах. Максимальный ход сверхзвукового пассажирского самолета, разработанного КБ «Туполев» в шестидесятых, был равен 2500 км/ч.
-
Aerospatiale-BAC Concorde — одна из двух моделей, применявшихся в коммерческих перевозках, снятая с эксплуатации в 2003 году. Крейсерский темп лайнера — 2150, максимум — 2330.
Подведем итоги
Ведущие мировые страны продолжают инвестировать в разработку авиалайнеров нового поколения, которые должны превзойти уже существующие модели по многим показателям. Учитывая стремительное развитие технологий, а также появление легких и высокопрочных материалов, обеспечивающих надежность и безопасность эксплуатации при экстремальных нагрузках, скорость современных самолетов может стать еще выше.